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Fecha de edición/ Edition date/ Data de edição: 15 de diciembre de 2106

ISSNp: 1909-0455 ISSNe: 2323-0703 Julio-Diciembre de 2016 Vol.11, No.2

Tabla de contenido/ Table of contents / Tabela de conteúdo

Revista Producción + Limpia Vol. 11, N°2

EDITORIAL

Sustentabilidad ambiental: referente esencial para el desarrollo regionalJovany Arley Sepúlveda Aguirre

ARTÍCULO ORIGINAL / ORIGINAL ARTICLE / ARTIGO ORIGINAL

Modelación de un sistema de lodos activados en el sector de las curtiembres de San Benito Bogotá.

Modeling of an activated muds system for the leather sector in San Benito, BogotaModelação de um sistema de lamas ativadas no setor das curtume de San Benito Bogotá

Uriel Fernando Carreño Sayago, Juan José Perez, Deysi Cote, Adolfo León

Impacto medioambiental de la integración de la computación en la nube y la internet de las cosas

Environmental impact of cloud computing and the internet of thingsImpacto meio-ambiental da integração da computação na nuvem e a internet das coisas

Arturo González García, Yadira García García, Dany Esteban Gallego Quiceno, Jairo Andrés Sastoque Zapata, Emilio Ramírez Juidias

Bioestimulacion de suelo impactado con aceite residual automotriz y fitorremediación con Zea Mays

Biostimulation of a soil impacted by waste car oil and phytoremediation with Zea MaysBio-estimulação do solo impactado com óleo residual automotor e fito-remediação com Zea Mays

Blanca C. Saucedo-Martínez, Juan M. Sánchez-Yáñez

7

9

22

31

41Coagulantes naturales en sistemas de flujo continuo, como sustituto del Al2(SO4)3 para clarificación de aguas

Natural coagulants in continuous flow systems as a substitute of Al2(SO4)3 for water clarification

Coagulantes naturais em sistemas de fluxo contínuo, como substituto do Al2(SO4)3 para clarificação de águas

Natalia Fuentes Molina, Harold González Fragozo, Carla Particia Ariza

Evaluación de la preoxidación para remover carbono orgánico disuelto y disminuir la formación de trihalometanos en la potabilización

Valuation of the pre-oxidation to remove organic dissolved carbon and reduce trihalomethanes in water purificationn

Avaliação da pré-oxidação para remover carbono orgânico dissolvido e diminuir a formação de trihalometanos na potabilização

María Fernanda Guerra, Diana Catalina Rodríguez, Gustavo Antonio Peñuela Mesa

Método de superficie de respuesta para la optimización de condiciones de riego de salicornia en la region de Coquimbo, Chile

Surface response method for the irrigation of salicornia in the Coquimbo region, ChileMétodo de superfície de resposta para a otimização de condições

de irrigação de salicornia na região de Coquimbo, ChileMauricio Castillo Vergara

Los proyectos ambientales y su incidencia en el enriquecimiento educativo de las instituciones educativas de la jurisdicción de Corantioquia

Environmental projects and their influence on the educational enrichment in educative institutions with Corantioquia´s jurisdiction

Os projetos ambientais e sua incidência no enriquecimento educativo das instituições educativas da jurisdição de Corantioquia

Ángela María Bedoya Mejía, Lina María Rendón López, Luz Bibiana Moscoso Marín

Laudato sí… una bioética por el cuidado de la casa común: una mediación entre la ecología y la ecoteología

Laudato sí… bioethics to take care of the common home: mediation between ecology and ecotheology

Laudato si… uma bioética pelo cuidado da casa comum: uma mediação entre a ecologia e a ecoteologia

Fernando Antonio Zapata Muriel

55

66

75

87

Aprovechamiento de las escamas de la industria acuícola en el departamento del Huila, Colombia

Uswe of fish scales from acuicultural industries in the Huila Province, Colombia Aproveitamento das escamas da indústria aquícola no departamento Huila, Colômbia

Angela Goretty García Gómez, Rodrigo Romero Ramos, Hans Thielin Castro Salazar

Responsabilidad Social Empresarial: Modelo de procesos de desarrollo de productos con base en la Metodología PRiSM y la Estrategia P5

Corporative social responsibility: model of process development for products with base on PRiSM and the p5 strategy

Responsabilidade Social Empresarial: modelo de processos de desenvolvimento de produtos com base na metodologia PRiSM e a Estratégia P5

Laura Salcedo Díaz, Andrés Felipe Porto Solano, Camilo Echeverry Gutiérrez, Jovanny Boss Agudelo, Carlos Alberto Moreno Ortiz

Remoción de metales pesados comúnmente generados por la actividad industrial, empleando macrófitas neotropicales

Removal of heavy metals commonly generated by industrial activities, by means of neotropical macrophytes

Remoção de metais pesados comumente gerados pela atividade industrial, empregando macrófitas neotropicales

Diego Iván Caviedes Rubio, Daniel Ricardo Delgado, Alfredo Olaya Amaya

La cascarilla de arroz como una alternativa en procesos de descontaminación Rice husk as an alternative in decontamination processes

A casca de arroz como uma alternativa em processos de descontaminaçãoOriana Llanos Páez, Andrea Ríos Navarro, César Augusto Jaramillo Páez,

Luis Fernando Rodríguez Herrera

La deforestación: una práctica que agota nuestra biodiversidadDeforestation: a practice that kills our biodiversity

A deflorestação: uma prática que agota nossa biodiversidadeMaría Eulalia García Marín

Índice de Materias

Índice de Autores

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111

126

150

161

169

171

Política editorialInstrucciones para los autores

Correspondencia

Editorial policyInstructions to authors

Correspondence

Política editorial Instruções para autores Correspondência

Declaración de principios éticos y malas prácticas Revista Producción + Limpia

Statement of ethical principles and wrong practices Revista Producción + Limpia

Declaração de princípios éticos e más práticas Revista Producción + Limpia

Información para obtener y reproducir los documentos publicados Information to obtain and reproducing the published articles Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

173

183

179

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191

195

199

Editorial

Sustentabilidad ambiental: referente esencial para el desarrollo regional

1Concepto que sostiene que el desarrollo es, ante todo, un proceso territorial en el que la capacidad emprendedora e innovadora constituye el mecanismo impulsor de los procesos de transformación de la economía y de la sociedad. 2 Hernández, R. y Lazo, N. (2012). Conceptual review of a regional development proposal. Revista Nacional de Investigaciones, 10 (18), 21-35. 3 Boisier, S. (2008). El retorno del actor territorial a su nuevo escenario: desarrollo regional y planificación del territorio. Cuadernos de clase, 1, 39-96. 4 Ibíd., p. 40. 5 Olmos, M. y González, W. (2013). El valor de la sustentabilidad. Ciencia y Agricultura, 10(1), 91-100.

El desarrollo endógeno1 es actualmente un tema de relevante importancia y sobre el cual se asienta un interés particular de científicos, académicos y políticos2. Este interés obedece a que pensar en el territorio y en lo local debe permitir volcar la mirada hacia las posibilidades y oportunidades de cada contexto y entorno. Así, el pensamiento endógeno está necesariamente ligado, en lo regional, a procesos de producción de conocimiento y desarrollo tecnológico y a la configuración de capacidades, aprendizajes y nuevas condiciones para propiciar transformaciones sociales, culturales, políticas y, por supuesto, ambientales.

Por otro lado se encuentra el concepto de desarrollo regional que fue adoptado por Boisier3 como alternativa frente a la globalización. El autor resalta el papel del territorio y destaca la importancia de la construcción territorial desde las personas. Por ello dice que “el territorio ya no sería el simple receptáculo pasivo de las actividades humanas, sino un sujeto activo y

determinante de los procesos de desarrollo”4. Este argumento es importante en la medida que ya no se toman los territorios como entes inertes, sino que, por el contrario, se conciben como organismos vivos que interaccionan con el ser humano en una armonía del cuidado y la sustentabilidad.

Pero ¿por qué sustentabilidad? y ¿cómo se relaciona esta con los territorios y el desarrollo endógeno? Para dar una respuesta clara a estos interrogantes es necesario tener en cuenta que la sustentabilidad se entiende como “la habilidad de lograr una prosperidad económica sostenible en el tiempo, protegiendo al mismo tiempo los sistemas naturales del planeta y proveyendo una alta calidad de vida para las personas”5. A partir de una definición como la anterior, se entendería que la sustentabilidad en los territorios no debe ser solo un asunto que se aborda desde la teoría, sino que, y en sentido de la lógica que debe seguir, su aplicación debe ser clara y evidente aportando calidad de vida

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - J. A. Sepúlveda Aguirre - 7•8

en todos los aspectos, de tal forma que, cuando se hable de desarrollo regional o desarrollo endógeno, un referente obligado en cualquier propuesta al respecto sea la reflexión sobre los factores ambientales a los que está asociado, por cuanto “una sociedad sustentable se construye sobre la base de una economía ecológicamente eficiente, es decir, aquella que maximiza el bienestar resultante del proceso económico y minimiza los flujos de materia y energía del sistema productivo”6. Según Tobasura Acuña, el desarrollo sostenible incorpora “la búsqueda de la eficiencia económica para hacer un uso menos intensivo de los recursos, el mejoramiento de la calidad de vida de la actual generación, la equidad intra e intergeneracional y la protección del medio ambiente”7. En palabras de Boisier “no es la región en sí misma la sustentable, sino la forma de intervención en ella”8.

Finalmente, y para apoyar lo anterior, es importante mencionar lo expresado por un

ente de suma relevancia en el tema como es la Comisión Económica para América Latina y el Caribe –CEPAL- en 1991 cuando señalaba que:

El desarrollo sustentable exige un esfuerzo sistémico, que abarca la conducción de la política económica, la gestión de los recursos naturales, la innovación tecnológica, la participación de amplios estratos de la población, la educación, la consolidación de instituciones, la inversión y la investigación9.

Es así como vemos que no solo se le da relevancia en el desarrollo de los territorios al crecimiento en materia económica y urbanística, sino que se reconoce la gestión ambiental y la sustentabilidad como un factor determinante que permite pensar en condiciones favorables de futuro, de otra manera y contrario a lo que supone la sustentabilidad, no se tendrían las condiciones apropiadas y necesarias para el advenimiento de las nuevas generaciones.

Mg. (c). Jovany Arley Sepúlveda AguirreAsistente Vicerrectoría de Investigación

Corporación Universitaria Lasallista

6 Tobasura Acuña, I. (2006). La política ambiental en los planes de desarrollo en Colombia 1990-2006: una visión crítica. Revista Luna Azul, (22), p. 18. 7 Ibíd., p. 11. 8 Boisier, S. (2001). Biorregionalismo: la última versión del cuento del traje del emperador. Territorios, (5), 115-142. 9 Comisión Económica para América Latina y el Caribe. CEPAL. (1991). El desarrollo sustentable: transformación productiva, equidad y medio ambiente. Santiago de Chile: CEPAL.

Artículo original / Original article / Artigo original

Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No. 2 - 9•21 - DOI: 10.22507/pml.v11n2a1

Modeling of an activated muds system for the leather sector in San Benito, Bogota

Modelação de um sistema de lamas ativadas no setor das curtume de San Benito Bogotá

Uriel Fernando Carreño Sayago**, Juan José Perez***, Deysi Cote Montañez****, Adolfo León Agatón*****

Modelación de un sistema de lodos activados en el sector de las

curtiembres de San Benito Bogotá*

* Artículo original derivado del proyecto de investigación “Desarrollo, optimización e implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales y programas de producción más limpia en las curtiembres de San Benito de Bogotá D.C” ** Ingeniero de Produccón en Biotecnología. Magíster en Desarrollo Sostenible y Medio ambiente. Docente de la Facultad de Ingeniería, Ingeniería industrial. Fundación Universitaria los Libertadores. Bogotá, Colombia. E-mail: [email protected]. *** Ingeniero Biotecnológico. Especialista en gestión ambiental. Coinvestigador del proyecto. E-mail: [email protected] **** Ingeniera Biotecnológica. Especialista en seguridad ocupacional. Coinvestigadora del proyecto. [email protected] ***** Coinvestigador proyecto Ingeniero Industrial. Magíster en ingeniería industrial. E-mail: [email protected]

Autor para correspondencia: Uriel Fernando Carreño Sayago, email: [email protected] Artículo recibido: 28/09/2015; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMEN

Introducción. La contaminación orgánica a través de los residuos de grasas y pelambre, entre otros subproductos residuales del proceso de elaboración de cueros, afecta los ecosistemas acuáticos causando el fenómeno de eutrofización, así como malos olores y taponamiento de tuberías debido a la acumulación de grasas, entre otros. Objetivo. Aprovechando la alta carga orgánica y la presencia

de microorganismos, se tuvo como objetivo el diseño e implementación de un sistema de lodos activados para este tratamiento, con un sistema sedimentador tipo colmena, y con la recirculación de lodos y demás para las aguas residuales de las curtiembres. Donde la carga contaminante es extremada y arroja niveles de DBO de 1350 mg/L, la oxigenación en este sistema es constante para conseguir un grado óptimo de tratamiento. Materiales y Métodos. A través de una modelación se determinaron las constantes de

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - U. F. Carreño Sayago et al - 9•21

muerte celular y de crecimiento microbiano, para determinar valores estipulados en la literatura y así diseñar un adecuado tratamiento de las aguas de las curtiembres. Otro objetivo de esta investigación fue crear un modelo representativo del sistema teniendo en cuenta las concentraciones de microrganismos en el afluente y en la recirculación de microorganismos en el sistema de tratamiento que arrojan valores significativos para este tratamiento. Se hicieron caracterizaciones de

las aguas para realizar los balances de masa con valores representativos. Resultados. Se propuso un modelo de confiabilidad probabilística con los datos, se establecieron los mejores criterios de calidad. Conclusión. se obtuvo una confiabilidad de este sistema de tratamiento con varias distribuciones de confiabilidad.

Palabras clave: lodos activados, microorganismos; sistema de tratamiento; modelos; confiabilidad.

ABSTRACT Introduction. The organic pollution caused by fat and fur remains, among other products derived from leather production, affect water ecosystems by bringing the eutrophication phenomenon, stinking odors and the plugging of pipelines due to the accumulation of fat, among other elements. Objetive. Using the high organic load and the presence of microorganisms, the objective proposed was the design and the implementation of an activated muds system for this treatment, with a sedimentation system of the hive type, and with the mud re-circulation, and the like, for waste waters from the leather production. Where the contaminating load is extreme and has BOD levels of 1350 mg/L, the oxygenation of this system is constant to achieve an optimal degree in the treatment. Materials and

methods. By means of a model, the constants of cell death and microbial growth were determined for the values considered in the literature to design an adequate treatment for waste waters from leather industries. Another objective was the creation of a representative model of the system, taking into account the concentrations of microorganisms in the stream and in the re-circulation of microorganisms in the treatment system with significant values for such treatment. The waters were characterized for the mass balances with representative values. Results. A probabilistic reliability model was also proposed with the data, the best quality criteria were established. Conclusion. a reliability of this system was obtained with different reliability distributions.

Key words: activated muds, microorganisms, treatment system, reliability models.

RESUMO

Introdução. A contaminação orgânica através dos resíduos de gordura e pelagem, entre outros subprodutos residuais do processo de elaboração de couros, afeta os ecossistemas aquáticos causando o fenômeno de eutrofização, assim como maus cheiros e entupimento de tubos devido à acumulação de gorduras, entre outros. Objetivo. Aproveitando a alta carga orgânica e a presença de microrganismos, se teve como objetivo o desenho e implementação de um sistema de lamas ativadas para este tratamento, com um sistema separador tipo colmeia, e com a recirculação de lodos e demais para as águas residuais das curtumes. Onde a carga contaminante é extremada e mostra níveis de DBO de 1350 mg/L, a oxigenação neste sistema é constante para conseguir um grau ótimo de tratamento. Materiais e métodos. Através de uma modelação se determinaram as constantes

de morte celular e de crescimento microbiano, para que mostre valores estipulados na literatura para desenhar um adequado tratamento das águas das curtumes. Outro objetivo desta investigação foi criar um modelo representativo do sistema tendo em conta as concentrações de microrganismos no afluente e na recirculação de microrganismos no sistema de tratamento que mostram valores significativos para este tratamento. Fizeram caracterizações das águas para realizar os balances de massa com valores representativos. Resultados. Também se propôs um modelo de confiabilidade probabilística com os dados. Conclusões. Se estabeleceram os melhores critérios de qualidade e se obteve uma confiabilidade deste sistema de tratamento com várias distribuições de confiabilidade.

Palavras chave: lamas ativadas, microrganismos; sistema de tratamento; modelos; confiabilidade.

11Modelación de un sistema de lodos activados en el sector de las curtiembres de San Benito Bogotá

INTRODUCCIÓN Hoy en día, el mundo está enfrentando una crisis debido a la falta de agua dulce limpia. Esta escasez de agua es una consecuencia del rápido desarrollo de las industrias y la gran cantidad de aguas residuales de procesos industriales que se descarga a los ríos y sistemas hídricos. Estas aguas residuales suelen contener una gran variedad de contaminantes, muchos en forma de iones catiónicos y aniónicos, aceites y grasas, y demás residuos orgánicos con efectos nocivos y venenosos sobre los ecosistemas. Generalmente, la remoción de estos contaminantes requiere de tecnologías efectivas, por lo que en las últimas décadas se han desarrollado técnicas de limpieza que tratan esta problemática.

El sector de las curtiembres en Bogotá y Cundinamarca contamina las aguas con grandes contenidos de materia orgánica e inorgánica; estas aguas llegan al río Bogotá y causan graves impactos ambientales, sociales, económicos y de salud en las poblaciones aledañas. La falta de medidas que mitiguen estos impactos durante más de 50 años ha llevado a que se declare como una zona altamente impactada por este sector productivo.

La industria del cuero se enfrenta al desafío de implementar medidas que minimicen el impacto ambiental generado por tanto tiempo, con la finalidad de dar cumplimiento a las regulaciones impuestas por los órganos ambientales. Esto ha llevado a que este tipo de empresas busquen alternativas para minimizar este impacto, implementando plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) especializadas (Kanagaraj, Babu, Mandal 2008; Petersen Gearney, Henze Vanrolleghem, 2002; Polesel, Lehnberg, Dott, Trapp, Thomas, Plósz, 2015).

El tratamiento de efluentes mediante lodos activados constituye la principal vía de reducción de carga orgánica (Espinosa y Fall, 2014); (Mañunga, 2014; Gómez, 2014; Nansubuga; Banadda; Ronsse; Verstraete & Rabaey 2015). Sin embargo, en el caso de algunas de las corrientes del procesamiento del cuero pueden producirse

efectos inhibitorios por la presencia de sales y otras sustancias químicas, como también por la presencia de materia orgánica de alto peso molecular de los efluentes de pelambre. Vidal, Nieto; Márquez, Mansilla, Bornhardt (2003) describieron que la eficiencia de un tratamiento biológico puede mejorar significativamente mediante un pre tratamiento oxidativo. La determinación de las constantes de crecimiento microbiano (Y), de consumo de sustrato (Ks) y de muerte microbiana (Kd) de un sistema de lodos activados para diferentes industrias es fundamental para entender el tratamiento y que funcione (Cárdenas, Landeta, Perruolo, Angulo, Yabroudi, Trujillo, 2014; Nogaj, Randall, Jimenez, Takacs, Bott, Miller, Wett, 2015; Yuan, Zhi, Liu, Karyala, Vikesland, Chen, XZhang, 2015; Nielsen y McMahon, 2014).

Se busca optimizar un sistema de lodos activados en el sector de las curtiembres de San Benito, al sur de Bogotá, con los mejores parámetros de diseño para replicarlo en otras zonas productivas. A través de la modelación se buscarán las variables de diseño, como en el caso de Ramírez Fajardo y Gómez (2014) y Wu, Yang, Wu, Mao, Zhou (2016). El modelo utilizado fue un balance de materia con los datos de eficiencias y muestreo de microorganismos en el reactor. También se construyó un nuevo modelo donde describe el tratamiento de las aguas contaminadas con ecuaciones de distribución de probabilidad, para optimizar las cargas que pueden entrar al sistema, debido a que las aguas de las curtiembres poseen altas cargas contaminantes. Se estableció la carga límite que puede entrar para no desestabilizarse.

MATERIALES Y MÉTODOSCaracterización de las aguas

Se caracterizaron las aguas vertidas al alcantarillado para establecer las cantidades de carga orgánica y de cromo vertido, con la finalidad de conocer de manera actualizada dichos contenidos. El efluente fue obtenido de una industria de curtiembres local, ubicada en la

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zona de San Benito, sur de Bogotá, Colombia. Se trabajó con efluente proveniente de la etapa de pelambre.

Diseño de un sistema biológico de tratamiento de aguas

Se diseñó e implemento un sistema de lodos activados a escala piloto para tratar las aguas de una curtiembre del sur de Bogotá. Para un sistema de tratamiento de aguas residuales como el de las curtiembres que vienen cargadas con grandes contenidos de materia orgánica, el sistema de lodos activados suele ser un tratamiento bastante eficiente a la hora de remover esta carga orgánica.

RESULTADOSLos microorganismos presentes en el agua residual suelen ser unos aliados en el proceso a la hora de descontaminar materiales orgánicos disueltos en el agua. En esta sección se presentarán las ecuaciones más importantes para la recirculación y crecimiento de estos microorganismos. La ecuación 1 representa la velocidad de crecimiento microbiano.

Ecuación 1

rg=Velocidad o tasa de crecimiento bacteriano en la fase de crecimiento logarítmicoµ=Velocidad específica de crecimientoX=concentración de microorganismos

Estos microrganismos son los que van a descomponer la materia orgánica presente en el agua residual. El sustrato propio va a ser la materia orgánica presente en el agua. La velocidad específica de crecimiento microbiano fue establecida por Monod en 1942, y se utiliza hasta esta fecha para describir el crecimiento microbiano en un sistema de tratamiento de lodos activados, y se representa en la ecuación 2.

Ecuación 2

µ=Velocidad específica de crecimiento

µm=máxima velocidad de crecimiento

Ks=Constante promedio de velocidad. Concentración de sustrato a la mitad del máximo de velocidad de crecimiento. masa/unidad de volumen.

S=Concentración del sustrato. masa/unidad de volumen

Sustituyendo la ecuación 1 en la ecuación 2 tenemos:

Ecuación 3

Velocidad (rg) es la tasa de crecimiento bacteriano en la fase de crecimiento logarítmico; para este crecimiento se necesitan las condiciones ideales de nutrientes y requerimientos de oxigenación; se representan en la ecuación 4.

Ecuación 4 Y=Coeficiente de máximo rendimiento medido durante un período finito en la fase de crecimiento logarítmico. Se define como la masa de células formadas/masa de sustrato consumidos.

rsu=Velocidad de utilización del sustrato. Masa/unidad de volumen x tiempo.

Sustituyendo la ecuación 4 en la ecuación 3

Ecuación 5

El decremento en la masa celular es directamente proporcional a la concentración de organismos. Este decremento se conoce en la literatura como decaimiento endógeno. Estos dos parámetros son fundamentales a la hora de establecer las condiciones de crecimiento en el reactor de lodos activados.

Ecuación 6

Debido a esto al crecimiento bacteriano se le resta la constante de decrecimiento bacteriano.


Ecuación 7

Esta ecuación 7 es la que describe el balance interno de crecimiento microbiano, donde hay una multiplicación importante en el reactor y, por ende, también presenta un decaimiento microbiano.

Biomasa que entra + biomasa producida = biomasa que sale

Balance de masa en el sistema de lodos activos

En un digestor biológico como el de las curtiembres, se requiere separar los microorganismos (X) que degradan el sustrato (S) que es la materia orgánica que entra. Para tal fin, después de permanecer en el sistema un tiempo de retención depurando las aguas, se deben recircular para la debida depuración del agua. En la figura 1 se muestran los parámetros utilizados y el balance de cada uno de estos.

Ecuación 8

Qo=Flujo de agua en el influente

Qw=Flujo de lodos extraídos o desechados

Qe=Flujo de agua producto o agua en el efluente

Qr=Flujo de lodos que se recirculan al digestor biológico

Xo=Concentración de biomasa en el influente

X=Concentración o masa de biomasa en el reactor

Xw=Xr=Concentración o masa de la biomasa en el sedimentador secundario, en el retorno de lodos y en los lodos residuales extraídos

Xe=Concentración o masa de biomasa en el efluente

V=Volumen del reactor

r’g=Tasa o velocidad real de crecimiento de los microorganismos

En la ecuación 8 reemplazamos la ecuación 7

Figura 1. Sistema de tratamiento de aguas residuales con lodos activos

Fuente: elaborado por los autores

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Ecuación 9

Se hizo un balance de microorganismos que están creciendo en el reactor, por lo tanto, se tienen en cuenta el crecimiento microbiano y la muerte microbiana. En la ecuación 8 se muestra esta expresión.

En la ecuación 10 se asume que no hay microorganismos en el efluente, pero sí hay en la entrada.

Ecuación 10

Se divide todo por V

Ecuación 11

Se divide todo por X

Ecuación 12

Balance de sustrato (DBO):

Ecuación 13

Se tomó como referencia la ecuación 10 y en esta se involucró la ecuación 5 y 3, dando como resultado la ecuación 14.

Ecuación 14

Donde

So es la cantidad de DBO en la entrada DBO

S es la concentración de DBO en el reactor

Sw concentración de DBO en el sedimentador secundario y en los lodos

Se concentración de DBO en el efluente

Pero S=Se=Sw y también Qe=Q0-Qw

Ecuación 15

Ecuación 16

Ecuación 17

Igualando las ecuaciones 12 y 17

Ecuación 18

Para realizar los cálculos respectivos de las constantes Kd y Y, se deben caracterizar los caudales (Q), microorganismos (X) y concentraciones de sustrato DBO (S), antes que entren al sistema, en el sistema y por fuera del sistema.

La ecuación 18 servirá para realizar los ajustes respectivos y la modelación de este sistema de tratamiento. El tiempo de estancia o de retención de los lodos en el proceso θc estará dado por la ecuación 20.

Ecuación 19

El tiempo de residencia o tiempo de retención hidráulico θ es:

Ecuación 20

En este caso θc es el tiempo de residencia de los lodos en el reactor y θ el tiempo de residencia del agua en el mismo reactor de volumen V.

Otras ecuaciones de importancia para el proceso son:

Ecuación 21


U=Velocidad específica de utilización del sustrato

Yobs = Rendimiento observado

Ecuación 22 Px = Cantidad de lodos que se producen por día, por unidad de masa de DBO removida

La cantidad de oxígeno demandada o requerida para la oxidación bioquímica sería la que se necesita para la oxidación del material orgánico, menos la que se requiere en las células o lodos de desecho producidos en el sistema.

Ecuación 23

IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS El reactor utilizado mostrado en la figura 2 estaba conformado por un recipiente cilíndrico de 70 L, un sistema de aireación, integrado por un compresor de aire de 72,737 KPa, conectado a un difusor punto burbuja de 28 cm de diámetro instalado por debajo del tanque, una bomba de recirculación del agua para el mezclado del lodo y el efluente de 180,425 W. Se emplearon ciclos de tratamiento con un tiempo de retención hidráulica (θ) de 1.1 día y una edad de lodo (θc) de 40 días y, una purga y sedimentación 1 hora.

Figura 2. Sistema de tratamiento de lodos activados


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Caracterización de las variables

Se caracterizaron los microorganismos en este sistema de tratamiento, antes del reactor, en el reactor y en las dos salidas. En la tabla 1 se representan estas caracterizaciones.

Se puede observar que los caudales son muy pequeños y a esta escala el sistema se deja modelar sin ningún problema. La recirculación de lodos es de una tercera parte del caudal. Las concentraciones de microorganismos en el reactor en el interior son importantes

para el proceso; la concentración inicial de microorganismos es fundamental en este cálculo.

Las concentraciones de DBO inicial y final son bastante eficientes donde se obtuvo un número de muestras representativas debido a que se tomaron 15 muestras para cada uno arrojando un promedio aritmético de 1350 (mg/L) en el afluente, y 150 (mg/L) en el afluente.

Los libros de tratamiento de aguas no contemplan la concentración inicial de microorganismos. En este artículo lo tenemos en cuenta.

Tabla 1. Parámetros iniciales

Volumen (V) L 70Caudal (Qo) L/día 60Caudal (Qr) L/día 20Caudal (Qw) L/día 40

DBO (So) Sustrato mg/L 1350DBO (S) Sustrato mg/L 150

Concentración Inicial de Microorganismos (X) mg/L 7700Concentración Microorganismos (X) mg/L 72500

Concentración Microorganismos (Xw) mg/L 4500Concentración Microorganismos (Xr) mg/L 3200

Kd 1/día 0.064Y mg 0.6

θc 1/día 40θ 1/día 1,1


Modelación del sistema de tratamiento

Se toma la ecuación 18 y se despeja la constante de muerte microbiana. Ecuación 24

Se despeja la Kd, siendo la Y = 0.6(mg)

Ecuación 25

Kd = 0,064 día-1


A continuación, se muestra la proporcionalidad de estas dos constantes en el proceso. La gráfica 1 muestra la relación de la constante de

crecimiento celular y la constante de muerte celular.

Gráfica 1. Kd Vs Y


El coeficiente de máximo rendimiento (Y) es la masa de células formadas por masa de sustrato consumidos, y es proporcional sobre la constante de decrecimiento microbiano (gráfica 1).

El tiempo de estancia del lodo se determinará con la ecuación 19, descrita en el diseño del sistema de tratamiento:

Ecuación 26

La pertinencia de estos lodos en el sistema de tratamiento lo hace de bastantes días, ya que se necesita de las concentraciones microbianas para la estabilización del sistema de tratamiento. El tiempo de residencia o tiempo de retención hidráulico θ se obtiene con la ecuación 20:

Ecuación 27

Debido a la poca capacidad se decidió bajar el nivel de aguas a 60 L/día. El valor teórico de Y se verá reducido a Y(obs), ya que no todos los microorganismos se encuentran en fase exponencial. La ecuación que representa lo anteriormente mencionado es la ecuación 21.

Yobs = 0.5

Ecuación 28

18


Se podría ajustar este valor en la ecuación 18. La ecuación 22 estipula la cantidad de lodos creados a diario.

Ecuación 29

Px=Cantidad de lodos que se producen por día, por unidad de masa de DBO removida

Px = 40195.5 mg/día

Donde se genera una cantidad suficiente de lodos para la estabilización del sistema. La cantidad de oxígeno demandada o requerida para la oxidación bioquímica sería la que se necesita para la oxidación del material orgánico, menos la que se requiere en las células o lodos de desecho producidos en el sistema. A través de la ecuación 23, se determina la cantidad de oxígeno a utilizar.

O2 Requerido = 14922,9979 mg/día

Ecuación 30

El requerimiento de oxígeno es de 14 g/día de oxigenación al sistema de tratamiento, debido a su alto grado de contaminación orgánica; la presencia de grasas y aceites es común en esta agua.

Confiabilidad del sistema de tratamiento

La influencia de la carga de entrada puede desestabilizar el sistema de tratamiento. El objetivo de esta sección es determinar el límite que puede soportar el sistema para que pueda seguir con las eficiencias estipuladas. Comprobando con las diferentes distribuciones de probabilidad la confiabilidad de los datos, se establece la probabilidad con los datos monitorizados. En la tabla 2 se reportan los datos de la DBO en la entrada y salida.

Se puede observar que el tiempo de retención hidráulico es de 1 día; la DBO que entra es la carga que sale en un día. Un ejemplo es la DBO de 1350 mg/L del día 1, es la concentración de la DBO de salida 150 mg/L del día 2.

Se realizaron pruebas de Kolmogorov smirnov, para comprobar la distribución de los datos descritos. Los datos tienen un comportamiento

bajo, una distribución exponencial en el afluente y una distribución bajo una distribución Gamma en el efluente.

Gómez y Sarabia (2005) establecieron la confiabilidad a través de la distribución exponencial, ya que tiene una especial aplicación en sistemas ingenieriles como la predicción de la eficiencia en equipos. Además, se ha establecido que esta distribución es una de las más fáciles en implementar como es el caso de Carreño y Méndez (2012).

Este sistema de tratamiento se podría desestabilizar con unas concentraciones por encima del 1600 mg/L de DBO. A través de la siguiente ecuación 31 se determinará la probabilidad de que se dé este valor.

Ecuación 31

Dónde:

X= DBO mg/L(S)

s = Promedio aritmético que es 1350 mg/L


Tabla 2. Datos de la DBO de entrada y de salida durante 15 días de tratamiento

DBO (mg/L) (S) DBO(mg/L) (So)Día 1 1350 Día 2 1400 150Día 3 1420 140Día 4 1370 155Día 5 1250 130Día 6 1600 145Día 7 1450 250Día 8 1230 160Día 9 1600 130Día 10 1150 254Día 11 1200 150Día 12 1580 130Día 13 1350 143Día 14 1200 154Día 15 1500 135Promedio 1350 150Desviación estándar 138 31


La confiabilidad de este sistema es del 70 %; hay una probabilidad del 30 % de que se sobrepasen estos valores; es necesario tener todas las previsiones para que no se pase este valor.

Para los datos de los efluentes se estableció que deben estar por debajo de 130 mg/L para cumplir con lo estipulado; aunque este valor debe ser mucho menor, se tuvo este objetivo para estabilizar la planta de tratamiento.

Ecuación 32

A través de Excel se encontró que los parámetros son:

Se reemplazan en la Ecuación 32

P(X<130) = 60 % de probabilidad en cumplir con el objetivo propuesto.

Para estabilizar este sistema de tratamiento se determinó la probabilidad en que se den concentraciones por debajo de 130 mg/L, estableciendo que en un 60 % se daría este valor.

CONCLUSIONES• Se diseñó y construyó un sistema de

tratamiento de lodos activados en el sector

20


de curtiembres de la ciudad de Bogotá, donde la carga contaminante es extremada, pues arroja niveles de DBO de 1350 mg/L; la oxigenación en este sistema es constante para conseguir un grado óptimo de tratamiento.

• Las constantes de muerte celular (Kd) y de crecimiento microbiano (Y) arrojaron valores estipulados en la literatura, determinantes a la hora de diseñar y ajustar el modelo para una adecuado manejo y tratamiento de las aguas de las curtiembres. Al determinar estas constantes en el modelo representativo del sistema se tuvieron en cuenta las concentraciones de microrganismos en el afluente y en la recirculación de microorganismos en el sistema de tratamiento; estas concentraciones no se tienen en cuenta en los modelos de diseño de lodos activados.

• Se propuso una modelación estadística de confiabilidad de los datos para estabilizar el sistema de tratamiento, en donde la entrada de los datos tiene una distribución exponencial estable, debido a que es muy poco probable que el sistema supere los 1600 mg/L, y en la salida la confiabilidad se determinó con las ecuaciones de distribución de probabilidad Gamma.

• Se propone un sistema de tratamiento del cromo complementario, debido a que afecta el crecimiento microbiano en las aguas y es altamente contaminante en el medio ambiente.

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Environmental impact of cloud computing and the internet of things

Impacto meio-ambiental da integração da computação na nuvem e a Internet das coisas

Arturo González García**, Yadira García García***, Dany Esteban Gallego Quiceno****Jairo Andrés Sastoque Zapata*****, Emilio Ramírez Juidias******

Impacto medioambiental de la integración de la computación

en la nube y la Internet de las cosas*



* Artículo de Investigación resultado del proyecto Programa de eficiencia en pymes a través de la metodología seis sigma en la ciudad de Barranquilla, del grupo Aglaia y Derecho, Justicia y Estado Social de Derecho de la Corporación Universitaria Americana y la colaboración del Grupo de Investigación: Composición, Arquitectura y Medio Ambiente de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica de la Universidad de Sevilla, España. Estudiante Colaborador: Sergio Gutiérrez Rodríguez (programa de Derecho). ** Ingeniero de sistemas, Especialista en Redes de Computadores, Magister en Ingeniería Telemática, Certificado CCNP R&S. *** Filósofa, Especialista en Estudios políticos-Económicos y Magíster en Desarrollo Social, Estudiante de Doctorado en Ciencias Jurídicas Universidad para la Cooperación Internacional (UCIMEXICO) pregrado en curso de Derecho. Directora del grupo en investigación: Derecho, Justicia y Estado social de Derecho, en la Corporación Universitaria Americana, Colombia. **** Licenciado en Matemáticas y Física. Máster en Investigación IEAC. Magíster en Educación. Vicerrector Académico de la Corporación Universitaria Americana. ***** Licenciado en Matemáticas y Física. Máster en Investigación IEAC. Magíster en Educación. Coordinador de Ciencias Básicas de la Corporación Universitaria Americana. ***** Doctor por la Universidad de Sevilla. Profesor de la Universidad de Sevilla. Investigador del Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica. ORCID. 0000-0002-5861-7949

Autor para correspondencia: Arturo González García, email: [email protected]ículo recibido: 22/08/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENIntroducción. La computación en la nube es una de las tecnologías con gran auge en la actualidad debido a los múltiples usos que hoy en día le damos como almacenamiento en la nube, streaming de video, entre otras. Objetivo. Mostrar los avances de la tecnología en la nube, llegando a pensar que esta debe ser la tecnología que puede comenzar con el despliegue de la Internet de las cosas. Materiales y métodos. Utilizando todo el potencial que tiene la computación en la nube como tecnología habilitadora de la Internet de las cosas, podemos tener mucho más rápido esta

integración para el óptimo despliegue de la Internet de las cosas a nivel mundial. Resultados. Para lograr la integración de la computación en la nube y el Internet de las cosas se describen en detalle los conceptos de IPv6, seguridad en la nube, computación ubicua, calidad de servicio, entre otros. Conclusión. Se establecen los elementos clave que debemos tener en cuenta en aras de desplegar correctamente estas tecnologías.

Palabras claves: cloud computing, IPv6, IoT, seguridad informática, Ubiquidad.

23Impacto medioambiental de la integración de la computación en la nube y la Internet de las cosas

ABSTRACTIntroducción. Cloud computing is one of the state of the art technologies nowadays, due to the variety of uses we give to it such as information storage and video streaming, among others. Objective. Show the advances of cloud computing, keeping in mind the notion that this technology can be the base for the deployment of the internet of things. Materials and methods. By the use of the full potential cloud computing has as a technology to enable internet of things, it is easier to make this integration faster

for the optimal deployment of this internet of things worldwide.Results. In order to achieve this integration between cloud computing and internet of things, the IPv6, cloud security, ubiquitous computing and service quality, among other concepts, are thoroughly described. Conclusion. The key elements to be considered in order to correctly deploy these technologies are established..

Key words: cloud computing, IPv6, IoT, IT security, Ubiquity.

RESUMOIntrodução. A computação na nuvem é uma tecnologia uma das tecnologias com grande auge na atualidade devido aos múltiplos usos que hoje em dia lhe damos como armazenamento na nuvem, streaming de vídeo, entre outras. Objetivo. Mostrar os avances da tecnologia na nuvem, chegando a pensar que esta deve ser a tecnologia que pode começar com a implantação da Internet das coisas. Materiais e métodos. Utilizando todo o potencial que tem a computação na nuvem como tecnologia habilitadora da Internet das coisas, podemos ter muito mais rápido

esta integração para a ótima implantação da Internet das coisas a nível mundial. Resultados. Para conseguir a integração da computação na nuvem e a Internet das coisas se descrevem em detalhe os conceitos de IPv6, segurança na nuvem, computação ubíqua, qualidade de serviço, entre outros. Conclusão. Se estabelecem os elementos chaves que devemos ter em conta com o efeito de implementar corretamente estas tecnologias.

Palavras chaves: cloud computing, IPv6, IoT, segurança informática, Ubiquidade.

INTRODUCCIÓNHoy en día, la computación en la nube es una de las tecnologías más utilizadas, debido al aumento de su flexibilidad y escalabilidad para los servicios y aplicaciones computacionales. Además, Internet ha cambiado el mundo de la computación de una manera drástica. Analizando el devenir histórico de la computación, esta comenzó en paralelo, luego de la computación distribuida para grid computing, y en los últimos años ha dado un giro hacia la computación en la nube, convirtiéndose en un campo emergente de la informática. Ha sido definida por expertos como un entorno de red basado en el intercambio de recursos. Además, se refiere a todas aquellas aplicaciones y/o servicios que utilizan Internet, sin dejar de un lado el hardware y el software en los centros de datos que proporcionan esos servicios (Salesforce, 2016).

Se propone, por tanto, en este artículo, establecer una revisión documental sobre los antecedentes de la computación en la nube, sus orígenes y la evolución que el concepto ha presentado hasta la actualidad.

Una de las principales ventajas que tiene la computación en la nube, sin lugar a dudas, es que la información y los recursos están disponibles a cualquier hora y en cualquier lugar del mundo donde se encuentre utilizando internet. Además, la computación en la nube en cuanto a costos económicos es menor que otros modelos de computación, ya que no hay costos de mantenimiento de los servidores, debido a que esto es responsabilidad de los proveedores de servicios como Google, Amazon e IBM que en 2007 anunciaron la colaboración en la computación en nube, haciendo emerger un concepto novedoso, el término computación en

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - A. González García - 22•30

nube comenzó a ser popular, razón por la cual el Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), Google App Engine y Salesforce CRM, representan en medida significativa su materialización y el desarrollo de un fundamento promisorio conceptual de servicios en la nube.

En este modelo de negocio, enfocado en la tecnología existen 4 categorías de servicios:

servicios de software (Software-as-a-Service SaaS), servicios de plataforma (Platform-as-a-Service PaaS), servicios de red (Networks-as-a-Service NaaS) y servicios de infraestructura (Infrastructure-as-a-Service IaaS) (Jing & Wenqing, 2012). Lo anteriormente descrito se evidencia en la tabla 1, donde se ilustran los servicios ofrecidos por las empresas que trabajan con la computación en la nube.

Por otro lado, a medida que ha evolucionado la Internet, esta ha adoptado variadas y novedosas tecnologías en busca de satisfacer las necesidades cambiantes de la industria y la sociedad, especialmente en el ámbito de las telecomunicaciones. La Internet de hoy se extiende por el mundo y ofrece servicios de voz y vídeo, y datos, en donde miles de millones de personas intercambian información. La convergencia de las tecnologías fijas e inalámbricas ayuda a la Internet a poseer una infraestructura ubicua, para que siempre se encuentre accesible y sea un apoyo a una amplia gama de actividades. Por consiguiente, la gran mayoría de las conexiones en Internet se realizan con dispositivos como computadores y otros móviles. En un futuro, se considera que cada

objeto podrá estar conectado, intercambiando información por sí mismo; es por ello que el número de objetos o “cosas” conectadas a Internet va a ser muchísimo más grande que las personas. Por lo tanto, la comunicación será realizada de dispositivo-a-dispositivo (M2M) sin la interacción de las personas (Rouse, 2010).

En la Internet de las Cosas, las “cosas” hacen referencia a cualquier objeto sobre la faz de la Tierra, sin importar si hablamos de un dispositivo de comunicación o un dispositivo que no sea capaz de comunicarse. Desde un dispositivo inteligente hasta una botella, todo puede ser parte de Internet. Los objetos se convierten en nodos de comunicación a través de Internet, por medio de comunicaciones de

Tabla I. Modelo de referencia computación en la nube

Modelo de servicio Servicios Proveedores de servicios

SaaS

Aplicaciones gubernamentales SalesForce.com

Comunicaciones (e-mail) GoogleApps

Herramientas productivas (Office) Oracle

PaaS

Aplicaciones de desarrollo GAE

Servicios de seguridad Microsoft´s Azure

Administración de base de datos Amazon EC2

LaaS

Servidores GoGird

Almacenamiento Flexiscale

Administración Joyent

Fuente: (Softwizz, n.d.)


datos, principalmente a través de etiquetas RFID (Radio Frequency Identification) (Wu, Ting-Jie, Ling, & Du, 2010).

Debido a lo anterior, las comunicaciones están en la época de la ubicuidad; además, al estar inmersos en la era de la Internet de las cosas, la comunicación del hombre y las cosas ya es una realidad. Una nueva extensión se ha añadido al mundo de las tecnologías de la información y las comunicaciones, en donde las comunicaciones se dan a cualquier hora, en cualquier lugar y con cualquier tipo de conectividad (Techopedia, 2016).

MATERIALES Y MÉTODOS Se presenta una estructuración por categorías emergentes; es decir, para establecer un informe que presente una linealidad en los conceptos alrededor de la temática expuesta, se analizarán los conceptos que se presentan con mayor frecuencia en la literatura, en cinco fases:

• Revisión de la literatura que incluya las categorías principales: computación en la nube, cloud computing

• Configuración de las categorías emergentes: establecimiento de las categorías que emergen en la revisión de la literatura, por frecuencia de repetición en los artículos y establecimiento de una línea de conceptos similares.

• Integración de protocolos de análisis de datos provenientes de la nube y de bases de datos especializadas

• Gestión de matrices de distribución de datos para la elaboración de análisis de tendencias y prospectiva de desarrollo, impacto y aplicación medioambiental

• Estructuración lineal del concepto de computación en la nube a partir de las categorías emergentes y la relación conceptual que se presenta en la literatura revisada.

RESULTADOSLa información recolectada se establece a partir de 200 artículos encontrados en las diferentes bases de datos en la web. Como primer análisis se establece un crecimiento exponencial de artículos que se presentan en el tema desde el año 2010 hasta el año 2015; este crecimiento supone la pertinencia y relevancia del tema.

Además de esto se presentan también las categorías emergentes que evolucionan con el concepto de computación en la nube. Esto permite establecer cuáles son los esquemas bajo los cuales surge el concepto como tal y cómo se adhieren a él diferentes tópicos que enmarcan la evolución de la computación en la nube.

Como síntesis de la información se presenta, en la tabla 1, la repetición de los conceptos que se utilizan con mayor periodicidad en los trabajos analizados, a partir de un sistema de información que permite analizar las categorías que se repiten con mayor frecuencia. Posterior a esto, se reducen las categorías que se consideran del lenguaje cotidiano y se procede a analizar la pertinencia de las categorías que quedan presentes.

Sobre la tabla 1 inicial se establecen varias categorías que se analizarán desde el tipo de contenido que suponen, para pasar a la estructuración temporal de la conceptualización que se supone al comienzo del artículo. Dentro de estos análisis se consideran varios aspectos que saltan a la vista de inmediato y que se mencionan a continuación:

• El crecimiento de las categorías a lo largo del tiempo se presenta de manera exponencial, resultado que se desprende de dos consideraciones: la primera, enfocada al aumento de números de artículos publicados cada año sobre el tema en cuestión, y la segunda, a la importancia que obtiene las categorías emergentes en la medida que evoluciona el concepto de computación en la nube (tabla 2 y figura 1).

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Tabla 2. Categorías emergentes por año de publicación

Categorías emergentes por año de publicación 2010 2011 2012 2013 2014 2015Elastic Compute Cloud (EC2) 180 201 352 504 629 787Google App Engine 180 213 399 483 501 821Salesforce CRM 162 105 201 399 425 613(Software-as-a-Service SaaS), 4530 5890 7101 7204 9003 10672(Platform-as-a-Service PaaS), 4545 5872 7011 7001 8734 11567(Networks-as-a-Service NaaS) 4415 5903 6001 7023 8876 11104(Infrastructure-as-a-Service IaaS) 4523 6003 6053 7034 9025 10032IoT (Internet of things) 99 161 221 326 504 551IPv6 0 0 70 160 205 269

Fuente: elaborado por el autor

Fuente: Elsevier, 2016

• La categoría IPV6, a pesar de que no se encuentran referentes en los primeros años de análisis, cobra gran importancia en los años siguientes, por lo que se considera necesario presentarla en la linealidad del discurso propuesto en este trabajo.

Las categorías analizadas anteriormente sugieren, un comportamiento lineal respecto a las categorías establecidas en la investigación, sobre la cuales se enmarcan las estrategias de aborde del problema y se generan nuevas lógicas de

integración de los escenarios medioambientales y la implementación de la internet de las cosas para el desarrollo social.

DISCUSIÓNEn el mundo globalizado actual, surge el concepto de ubicuidad, donde nuestros dispositivos electrónicos tienen la capacidad de comunicarse entre ellos sin la intervención de un ser

Figura 1. Total categorías emergentes por año de publicación


humano. Desde 2009, el número de dispositivos conectados ya ha superado el número de personas en la Tierra. En la actualidad, el número de dispositivos conectados ha alcanzado los 9 mil

millones y se espera que exista un crecimiento muy alto para 2020 donde tendremos 50 mil millones de dispositivos conectados (figura 2) (Gubbia, Marusica, & Palaniswamia, 2013).

Figura 1. Dispositivos electrónicos conectados por persona

Fuente: (Evans, 2011)

Figura 3. Integración de la Computación en la nube e IoT

Fuente: (ClouT, 2016)

El rápido aumento de los dispositivos conectados conlleva que el almacenamiento de datos local en servidores físicos no será viable en cuanto a costos, debido a la alta demanda de los datos utilizados por los usuarios finales. Por consiguiente, como en el nivel de computación se va a procesar más información, es requerido de una tecnología que apoye a la IoT para lograr su cometido, como lo es la computación en la nube (figura 3).

Por otro lado, IoT puede tener un impacto positivo en el medio ambiente debido a que los datos de los sensores existentes pueden ahora ser transmitidos entre maquinas. Estos pueden monitorear la calidad aerotransportada, la radiación, la calidad del agua, los productos químicos peligrosos y muchos otros indicadores ambientales. Los bebés, los pacientes asmáticos y las personas que trabajan en ambientes

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peligrosos o expuestos a la radiación podrían beneficiarse de dicha tecnología por lo que pueden conectarse con teléfonos inteligentes a través de Bluetooth y Wifi que permiten a los sensores enviar enormes cantidades de datos a la red. Esto nos permite tener una mejor comprensión de nuestro entorno y nos prepara para encontrar soluciones adecuadas para los problemas ambientales (Libelium, 2016).

Las historias de éxito en IoT en el medio ambiente o e-agriculture muestran un gran potencial en el ahorro de recursos. A través de sensores, Internet y conocimiento científico, los productores de tulipanes en los Países Bajos pueden monitorear y ajustar su proceso de producción basado en el clima, la humildad y la luz solar. Una universidad en Chile anunció que podría reducir el 70% del consumo de agua en las granjas de arándanos a través de un enfoque basado en IoT. Dentro del sector agrícola se estima que para 2020 la IOT podría ahorrar 1,6 Gt de CO2. Seremos capaces de cultivar más alimentos con menos recursos, lo cual es bastante grande para la madre tierra, que ya está demasiado poblada (Avanced MP Technology, s.f.).

Otra área donde el IoT podría beneficiar al medio ambiente es reducir las emisiones de CO2.

El principal gas de efecto invernadero emitido por las actividades humanas, el CO2 representa el 82% de las emisiones estadounidenses de gases de efecto invernadero en 2013. Las redes inteligentes habilitadas por IoT en el sector energético podrían ahorrar más de 2,0 Gt de CO2 a través de la implementación de medidores inteligentes y sistemas de respuesta a la demanda. Además, al mejorar la eficiencia energética con rutas optimizadas de transporte, el IoT podría reducir alrededor de 1.9Gt de CO2 en 5 años. Con más aplicaciones IoT disponibles podemos conseguir impactos positivos en el medio ambiente (Cullinen, 2013).

Para la integración de la computación en la nube y la Internet de las cosas se requiere optimizar los siguientes ítems para su óptimo desempeño.

Implementación de ipv6. Existirán más 50 mil millones de equipos conectados; es por ello que se hace necesario implementar IPv6 como protocolo estándar para las comunicaciones en esta tecnología ya que este protocolo nos per-mite 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 o (340 sextillones) de direcciones IP para interconectar todos los dispositivos que se encuentren utilizando esta tecnología (Wiki-pedia, 2016).

Soporte de protocolos. Teniendo en cuenta que existen diferentes proveedores de servicios para estas conexiones, se necesita que los diferentes protocolos existentes como WirelessHART, ZigBee, y 6LOWPAN se encuentren soportados por todas las entidades o, en su defecto, realizar una estandarización de protocolos como fue realizado en el modelo OSI (Designspark, 2015).

Eficiencia energética. Se requiere de altos recursos de energía en cada dispositivo para todas las transferencias de datos que se van a realizar entre IoT y la nube. Hay que tener en cuenta que un gran número de estos dispositivos va a estar ubicado en lugares de difícil acceso lo que conlleva que el cambio de baterías sea poco viable.

Además, si la transferencia hacia la nube va a ser de vídeo, esto requiere de más energía del dispositivo para procesar los datos (codificación y descodificación de vídeo). Es por ello, que es de vital importancia hacer uso de otras opciones que generen energía como son el aire y el Sol (Chen, 2012). También, el uso del modo Standby ayudaría a ahorrar energía cuando no se están transfiriendo datos.

Seguridad y privacidad. Al estar hablando de computación ubicua, la seguridad de la información es de vital importancia para la estandarización de esta tecnología y la confianza de los usuarios. Es importante destacar que la IoT y la computación en la nube deben estandarizarse con los últimos protocolos de seguridad para el envío y recepción de datos,


ya que esta es transferida a través de Internet que es una red pública “vulnerable”. Teniendo en cuenta lo estipulado por The Independent, “la información personal de los usuarios de Internet británicos ubicada en la nube puede ser espiada rutinariamente por autoridades de Estados Unidos” (Hastings, 2013). Por otro lado, los datos deben estar almacenados en servidores virtuales ubicados en el mismo dominio geográfico del usuario.

Calidad de servicio (qos). En esta nueva era de interconectividad no podemos dejar de lado la calidad del servicio en el envío y recepción del tráfico. Se debe realizar una implementación para poder priorizar los datos con más emergencia que otros; por ejemplo, un sensor para revisar la actividad sísmica de un volcán debe tener prioridad frente a la recepción de unos datos estadísticos de agricultura. La priorización dinámica de los datos debe ser implementada tanto en la nube como en la IoT. La calidad de servicio es medida en ancho de banda, retardo, varianza de envío de tráfico y pérdida de paquetes.

Almacenamiento de datos. La ubicación de los servidores en la nube va de la mano con la calidad de servicio debido a que es posible que no tengamos problemas al enviar datos estadísticos en texto plano de un usuario en América Latina a un servidor ubicado en Asia, pero si cambiamos el tipo de tráfico de datos a vídeo, vamos a experimentar degradación en el envío y recepción de la información. Es importante asignar los servidores más cercanos geográficamente a los usuarios.

CONCLUSIONESLa modernización y la tecnología hacen parte de nuestra vida cotidiana; es aquí donde la Internet de las cosas surge, ya que en la actualidad estamos en la necesidad de que exista comunicación entre dispositivos sin la intervención del humano para mejorar y facilitar nuestra calidad de vida. Con esto se busca la automatización de todo los que nos rodea.

Por otro lado, el IOT también ha traído retos al medio ambiente. La primera pregunta que nos enfrentamos es el problema de los desechos electrónicos (desperdicio de equipo eléctrico y electrónico). Con cientos y miles de dispositivos de IoT que vierten en el mercado en los próximos años, los aparatos viejos no listos para IoT pueden terminar en vertederos. Eventualmente, la próxima generación de dispositivos IoT será obsoleta debido a la actualización de hardware. Había ya 53 millones de toneladas métricas de basura electrónica dispuestas en todo el mundo en 2013. Con la velocidad de desarrollo IoT, el número se espera que se acelere. El problema puede no ser obvio ahora, pero tenemos que tomar eso en consideración para un desarrollo sostenible del mundo.

El impacto medioambiental de la integración de la computación en la nube y la Internet de las cosas nos da muchas facilidades y ventajas la implementación de las tecnologías, pero debemos tener en cuenta un gran reto medio ambiental que representan los desechos electrónicos (e-waste Desperdicio de equipo eléctrico y electrónico). Con cientos y miles de dispositivos de IoT que van a estar en el mercado en los próximos años, los aparatos viejos no listos para IoT pueden terminar en los basureros. Eventualmente, la próxima generación de dispositivos IoT será obsoleta debido a la actualización de hardware y software. Es por ello, que con la velocidad de desarrollo IoT podemos pensar en millones de dispositivos desperdiciados que pueden impactar nuestro medio ambiente sino no tomamos en consideración esta temática.

Por otro lado, se describieron diferentes puntos para tener en cuenta en esta implementación que nos da una idea de que todavía hay que seguir investigando en esta temática, específicamente en la estandarización de protocolos para el óptimo desempeño de estas tecnologías.

Si bien es cierto que existen diferentes retos como la integración de la computación en la nube y la Internet de las cosas, no podemos dejar de lado todos los beneficios que nos traerían estas dos tecnologías en los diferentes sectores

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como: Energético, Ambiental, Industrial, logística y transporte.

Por último, Libelium es una de las empresas promotoras de la integración de estas tecnologías y presenta 50 aplicaciones IoT para un mundo más ubicuo (Libelium, 2013).

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Biostimulation of a soil impacted by waste car oil and phytoremediation with Zea Mays

Bio-estimulação do solo impactado com óleo residual automotor e fito-remediação com Zea Mays

Blanca Celeste Saucedo-Martínez**, Liliana Márquez-Benavides y Juan Manuel Sánchez-Yáñez***

Bioestimulación de suelo impactado con aceite residual automotriz y fitorremediación con Zea Mays*

* Artículo original, derivado del proyecto de investigación financiada por Coordinación de Investigación Científica-UMSNH proyecto 2.7 (2017), BIONUTRA, S. A. de CV, Maravatio, Mich, México, y el CONACYT. ** Maestría en Ciencias en Ingeniería Ambiental, Laboratorio de Microbiología Ambiental, Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. *** Doctora en Ciencias. Profesora Investigadora. Laboratorio de Manejo de Residuos Sólidos y Medio Ambiente, Instituto de Investigaciones Agrícolas Pecuarias y Forestales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. ****Doctor en Ciencias. Profesor Investigador, Laboratorio de Microbiología Ambiental, Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán, México.

Autor para correspondencia: Juan Manuel Sánchez-Yáñez, email: [email protected]ículo recibido: 26/10/2015; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENIntroducción. El suelo contaminado con 45.000 ppm de aceite residual automotriz (ARA) inhibe la mineralización de materia orgánica y la fertilidad del suelo. Una solución alternativa es la bioestimulación (BIS) con un abono animal y/o vegetal luego fitorremediación (FITO) con una gramínea tolerante a hidrocarburos (HICO) e inocular con: Burkholderia cepacia y Rhizobium etli, y decrecer la concentración de ARA a valor inferior al máximo aceptado por la

NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012 (NOM-138) de 4,400 ppm Objetivos i) La BIS de suelo impactado por 45.000 ppm de ARA con lombricomposta y composta bovina al 3 %; ii) FITO mediante Zea mays inoculado con B. cepacia y R. etli para reducir el ARA a un valor inferior al máximo total aceptado por la NOM-138. Materiales y métodos. El suelo contaminado con 45.000 ppm de ARA se bioestimuló por lombricomposta y composta bovina al 3 %. Luego de la BIS y FITO del suelo contaminado por el ARA; su


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - B. C. Saucedo-Martínez et al - 31•40

concentración inicial y final se determinó por Soxhlet; en la FITO se incluyo la fenología de Z. mays: altura de la planta y longitud de la raíz; y biomasa: peso fresco aéreo y radical, peso seco aéreo y radical de Z. mays; los datos experimentales se analizaron por ANNOVA Tukey. Resultados. La BIS de suelo contaminado con 45,000 ppm de ARA por lombricomposta y composta bovina, lo redujo a 21.000 ppm; luego la FITO mediante Z. mays y B. cepacia la disminuyó a 1,822 ppm valor inferior al máximo permitido por

la NOM-138. Conclusión. La integración de la BIS de suelo contaminado por 45,000 ppm de ARA mediante composta bovina y lombricomposta seguida de la FITO por Z. mays y B. cepacia, fue eficaz para su remediación que la aplicación individual, para que el valor final del ARA haya sido inferior al máximo aceptado por la NOM-138.

Palabras clave: abono animal/vegetal, suelo, ARA, Burkholderia cepacia, Zea mays.

ABSTRACTIntroduction. A soil contaminated with 45000 ppm of waste car oil (WCO) inhibits the mineralization of organic matter and the soil´s fertility. An alternative solution is biostimulating it with an animal and/or vegetal fertilizer, then perform a phytoremediation with a grass that tolerates hydrocarbons, an inoculation with Burkholderia cepacia and Rhizobium etli and later decrease the WCO to a value below the maximum one accepted by NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012 (NOM-138), which is 4,400 ppm. Objectives i) The biostimulation of the soil impacted by 45.000 ppm of WCO with vermicompost and bovine compost at 3%; ii) phytoremediation by means of Zea mays inoculated with B. cepacia and R. etli to reduce the oil up to a value below that accepted by NOM-138. Materials and methods. The soil contaminated with 45.000 ppm of WCO was biostimulated by means of vermicompost and bovine compost at 3%. After the bioremediation and the phytostimulation of that soil, the initial and the final concentrations were determined by

means of Soxhlet. In the phytoremediation, the phenology of Z. mays was included: Plant´s height and root´s length. Also biomass: fresh aerial and radical weight, aerial and radical dry weight of Z. mays; The experimental data were analyzed by means of ANOVA Tukey. Results. The bioremediation of a soil contaminated with 45.000 ppm of WCO by means of vermicompost and bovine compost, reduced that contamination to 21.000 ppm; Then, the phytoremediation by means of mays and B. cepacia reduced it to 1,822 ppm, a value below the one permitted by NOM-138. Conclusion. The integration of bioremediation of a soil contaminated with 45,000 ppm of WCO by means of bovine compost and vermicompost, followed by phytoremediation by means of por Z. mays and B. cepacia, was more effective for the remediation than the individual application in the endeavor of achieving a WCO´s final value below the one accepted by NOM-138.

Key words: animal/vegetal compost, soil, waste car oil, Burkholderia cepacia, Zea mays.

RESUMOIntrodução. O solo contaminado com 45.000 ppm de óleo residual automotor (ARA) inibe a mineralização de matéria orgânica e a fertilidade do solo. Uma solução alternativa é a bio-estimulação (BIS) com um adubo animal e/ou vegetal logo fito-remediação (FITO) com uma gramínea tolerante a hidrocarboneto (HICO) e inocular com: Burkholderia cepacia e Rhizobium etli, e decrescer a concentração de ARA a valor inferior ao máximo aceitado pela NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012 (NOM-138) de 4,400 ppm Objetivos i) A BIS de solo impactado por 45.000 ppm de ARA com húmus de minhoca e composta bovina a 3 %; ii) FITO mediante Zea mays inoculado com B. cepacia

e R. etli para reduzir o ARA a um valor inferior ao máximo total aceitado pela NOM-138. Materiais e métodos. O solo contaminado com 45.000 ppm de ARA se bio-estimulou por húmus de minhoca e composta bovina a 3 %. Logo da BIS e FITO do solo contaminado pelo ARA; sua concentração inicial e final se determinou por Soxhlet; na FITO se incluiu a fenologia de Z. mays: altura da planta e longitude da raiz; e biomassa: peso fresco aéreo e radical, peso seco aéreo e radical de Z. mays; os dados experimentais se analisaram por ANNOVA Tukey. Resultados. A BIS de solo contaminado com 45,000 ppm de ARA por húmus de minhoca e composta bovina, o reduziu a 21.000 ppm; logo a FITO mediante Z. mays e B. cepacia a diminuiu a 1,822 ppm valor inferior ao máximo

33Bioestimulación de suelo impactado con aceite residual automotriz y fitorremediación con zea mays

permitido pela NOM-138. Conclusão. A integração da BIS de solo contaminado por 45,000 ppm de ARA mediante composta bovina e húmus de minhoca seguida da FITO por Z. mays B. cepacia, foi eficaz para sua remediação que a aplicação individual, para que

o valor final do ARA haja sido inferior ao máximo aceitado pela NOM-138.

Palavras chave: adubo animal/vegetal, solo, ARA, Burkholderia cepacia, Zea mays.

INTRODUCCIÓN La contaminación del suelo por hidrocarburos (HICO) del petróleo, como el aceite residual automotriz (ARA) es un problema ambiental en el mundo y en México. El ARA es una mezcla de moléculas insolubles de HC alifáticos, aromáticos, policíclicos y trazas de metales pesados; por ello es considerado un residuo peligroso para la salud humana (LGEEPA, 2008), en especial, cuando la disposición final es inadecuada. En el suelo el derrame de ARA causa un impacto negativo, ya que por su insolubilidad forma una película impermeable en la superficie que impide el intercambio gaseoso e inhibe los ciclos biogeoquímicos que sustentan la vida y la producción agrícola (Pardo, Perdomo y Benavides, 2004; Izinyon y Seghosime, 2013). Una opción ecológica para solucionar este problema es la bioestimulación (BIS) de suelo contaminado con ARA por enriquecimiento con minerales esenciales que inducen a la microbiota heterotrófica aerobia autóctona para su mineralización (Maldonado-Chávez, Rivera-Cruz, Izquierdo-Reyes y Palma-López, 2010).

Posteriormente mediante fitorremediacón (FITO) se reduce el ARA remanente mediante Zea mays potenciado con Burkholderia cepacia y Rhizobium etli; ambos, géneros de bacterias promotoras de crecimiento vegetal (BAPOCEVA), que transforman los exudados radicales en sustancias promotoras de crecimiento vegetal (SUPOCEVA), que facilitan la adaptación vegetal al suelo contaminado con una relativa elevada concentración del ARA, además de que, tanto B. cepacia como R. etli, pueden oxidar HICO aromáticos análogos a los reportados en el ARA (Sánchez-Yáñez, 2011); de esa forma minimizar la concentración del ARA a un valor inferior al máximo total permitido, de 4400 ppm acorde con la norma

oficial mexicana NOM-138-SEMARNAT/SSA1-20121 (NOM-138) en referencia a la cantidad de HICO aceptados en suelo para establecer que está o no libre de contaminación y considerar su explotación agrícola sin riesgo para la salud humana.

En México la NOM-138 es una regulación ambiental, que en suelo establece los límites máximos permisibles de las diversas fracciones HICO del ARA: como la ligera, de 200 ppm; de la mediana, de 1200 ppm, y de la pesada de 3000 ppm, en total de 4400 ppm. Al respecto los reportes de la literatura relacionados con este problema tendrían que especificar si la BIS y/o la FITO de suelo impactado con HICO han sido o no suficientes para decrecer estos HICO a valor inferior al máximo total permisible, según la NOM-138, sin embargo no lo hacen, aunque si mencionan el decremento de la concentración que normalmente no es inferior al límite máximo señalado por la señalada norma, que especifique si el problema se resolvió. Mientras que, Larenas y De Viana (2005) aplicaron la FITO en un suelo impactado con 55.000 ppm de HICO del petróleo con Tithonia tubaeformi, en el cual los resultados mostraron que T. tubeformi solo redujo a 26.950 ppm los HICO del petróleo, una concentración insuficiente para señalar el suelo como no contaminado acorde con la NOM-138. Entre tanto Sangrabriel, Ferrera-Cerrato, Trejo-Aguilar, Mendoza-López, Cruz-Sánchez, López-Ortiz, Delgadillo-Martínez, y Alarcón (2006) fitorremediaron un suelo contaminado con 50.000 ppm de combustóleo, mediante tres gramíneas: Brachiaria híbrido, B. brizantha y Panicum maximum y tres leguminosas: Clitoria ternatea, Phaseolus coccineus, Cicer arietinum. En este caso los resultados mostraron que la FITO de ese suelo luego de 90 días; con B. híbrido los HICO del combustóleo decrecieron a 16.935 ppm; en tanto que P. máximum a 15,195 ppm y

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finalmente con P. coccineus a 19,455 ppm, ningún de estos valores fue menor al límite máximo de HICO permitidos en el suelo por la NOM-138. Mientas que Domínguez-Rosado y Pichtel (2004) encontraron que en suelo contaminado con 15,000 ppm de ARA, por BIS con una solución mineral (SOMI y FITO mediante Helianthus annus y/o Zea mays) reportaron que en ese suelo la combinación de la BIS y FITO de manera secuencial disminuyeron el ARA hasta 4,950 ppm, valor todavía superior al máximo establecido en la NOM-138 para considerlo no contaminado. En contraste en la literatura son escasas las investigaciones sobre la contaminación de suelo contaminado con HICO, que hayan tomado con referencia a la NOM-138, tal es el ejemplo de Ferrera-Cerrato, Alarcón, Trejo-Aguilar, Sangabriel, Mendoza-López, Cruz-Sánchez, López-Ortiz y Delgadillo-Martínez (2008), que reportaron la FITO de un suelo contaminado con 50,000 ppm de combustóleo, mediante P. coccineus L. y fertilización inorgánica. En el cual resultados mostraron que P. coccineus redujo el combustóleo a 3,467 ppm, concentración menor de HICO a la máxima permisible según la NOM-138.

Con base a los antecedentes señalados sobre la BIS de suelo con una relativa alta concentración del ARA , seguida de la FITO mediante plantas potenciadas con géneros de BAPOCEVA.

Los objetivos de este trabajo fueron: a) la bioestimulación de un suelo contaminado por 45,000 ppm de ARA con lombricomposta y composta bovina al 3 %, y b) la fitorremediación para reducir el ARA mediante Zea mays potenciado con Burkholderia cepacia y Rhizobium etli a un valor inferior al máximo permisible de la NOM-138.

MATERIALES Y MÉTODOSEl experimento se realizó en condiciones de invernadero en el sistema hidropónico. Para el experimento se usó suelo ubicado a los 19° 39’ 27” de latitud norte 100° 19’ 59” de longitud oeste, con una altitud de 1820 msnm, clima templado en un terreno agrícola denominado “La Cajita” de la Tenencia Zapata del municipio de Morelia, Mich, México sobre el km 5 de la carretera Morelia-Pátzcuaro, México. La muestra de suelo se clasificó como laterítico de textura franco arenosa, pobre en materia orgánica de 1.5 % y nitrógeno (N) orgánico de 39Kg·ha-1, un pH 6.7 ligeramente ácido. El suelo se solarizó a 70 °C/48 h para minimizar el problema de plagas y enfermedades; posteriormente se tamizó con una malla del n.° 20 y contaminó con 45.000 ppm de ARA proveniente de un taller mecánico automotriz de la ciudad de Morelia, Mich, México.

Figura 1. Diagrama de la jarra de Leonatd

Fuente: Meza-Ramírez, 2014


El suelo se colocó en las jarras de Leonard (figura 1) con aproximadamente 1 kg en cada una; en la parte inferior se colocó una SOMI y/o agua potable, según el tratamiento especificado en el diseño experimental (García-González, Farías-Rodríguez, Peña-Cabriales, Sánchez-Yáñez, 2005). El experimento se dividió en dos fases: 1) la BS de suelo con 45.000 ppm con lombricomposta (LOCO) y composta bovina (COBO) al 3 % (de acuerdo con la composición química mostrada en la tabla 1) durante 7 semanas y una humedad en el suelo ajustada al 80 % de la capacidad de campo; 2) la FITO mediante Z. mays potencia con B. cepacia y R. etli según el diseño experimental de bloques al azar de 7 tratamientos y 6 repeticiones indicados en la tabla 2, con 2 controles: i) el suelo no contaminado por ARA no bioestimulado o fitorremediado, irrigado solo con agua o control absoluto (CA); ii) suelo contaminado con ARA, sin bioestimular ni fitorremediar, irrigado solo con agua o control negativo (CN) y el mismo suelo bioestimulado con LOCO y COBO y luego fitorremediados mediante Z. mays con B. cepacia y/o R.etli. En el suelo impactado con ARA bioestimulado y luego fitorremediado la concentración de ARA se determinó por Soxhlet. EL suelo impactado por 45.000 ppm de ARA que se bioestimulo

ya sea con LOCO y/o COBO, de acuerdo con el diseño experimental se seleccionó el suelo, donde se registro la máxima reducción de la concentración de ARA, y luego continuar con la FITO mediante Z. mays potenciado con B. cepacia y R.etli ya sea individualmente y/o con la mezcla de ambos géneros bacterianos; durante la FITO el Z. mays fue alimentado con la siguiente SOMI: (g/L): NH4Cl, 12.0; KH2PO4, 3.0; K2HPO4, 3.5; MgSO4, 1.5; CaCl2, 0.1; FeSO4, 0.5mL y una solución de oligoelementos, 1.5 mL/L, la SOMI pH se ajustó a 6.4-6.7 (Leal, 2003). En la FITO del suelo con Z. mays se registraron: el porcentaje de germinación a los 11 días; así como su fenología: altura de la planta (AP) y longitud de la raíz (LR); al igual que la biomasa aérea y radical: peso fresco total (PFAT y PFRT) y sus análogos peso seco total (PSAT y PSRT) a nivel de plántula, floración y madurez fisiológica (Amador y Boshchini, 2000). En cada estado fisiológico de Z. mays, usado para la FITO del suelo impactado con ARA, se comparó con mismo Z. mays en suelo sin ARA irrigado solo con agua o CA y el Z. mays en suelo sin ARA alimentado con SOMI o C). Los datos experimentales se analizaron por ANOVA, y la prueba comparativa de media de Tukey HSD P<0.05 % (Walpole, Myers y Myers, 2007).

Tabla 1. Composición química de los abonos en la biorremedición de suelo contaminado con 45,000 ppm de aceite residual automotriz

Elemento/compuesto Lombricomposta CompostaC (%) 18.57 14.91N-total (%) 2.24 2.20Relación C-N 8.13 7.05N-NO3) 532 769.00P (%) 0.12 0.14K (%) 0.79 0.22Ca (%) 1.33 0.95Mg (%) 1.21 0.84Na (%) 0.12 0.26Fe ) 357.00 367.00Zn ) 91.00 86.00Mn ) 196.00 213.00Cu ) 38.00 41.00pH 6.00 7.42

Fuente: Sagarpa, 2007 y Olivares-Campos, 2010.

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RESULTADOS Biostimulación (biorremediacion) de suelo contaminado por 45.000 ppm de aceite residual automotriz con lombricomposta, composta bovina y ambas

En la tabla 2 se indica que cuando BIS del suelo contaminado con 45.000 ppm de ARA se realizó con la combinación de LOCO y COBO, se redujo

a 21.000 ppm en 7 semanas; mientras cuando se bioestimuló solo con CB decreció a 31.000 ppm; o únicamente con LOCO lo disminuyó a 33,700 ppm; estos valores numéricos fueron estadísticamente diferentes en comparación con el suelo usado como CN donde sin bioestimular la concentración del ARA no cambió (Balderas-León y Sánchez-Yáñez, 2015).

Tabla 2. Biorremediación de suelo contaminado con 45,000 ppm de aceite residual automotriz con lombricomposta, composta bovina y mezcla de ambas en su concentración

Suelo + 45,000 ppm de aceite residual automotriz

Concentración de aceite residual automotriz en suelo después de 7 semanas de bioestimulación con lombricomposta, composta bovina y ambas (ppm)

sin bioestimular (control negativo) 44,900d*

lombricomposta 3% 33,700c

composta bovina 3% 31,000b

lombricomposta/composta bovina (3%) 21,000ª

*Tukey (0.025)=: Letras iguales = sin diferencia estadística

Fitorremediación de un suelo contaminado con 21,000 ppm de ARA remanente de la bioestimulación

En la tabla 3 se muestra la BIS de suelo contaminado por 45,000 ppm de ARA con la mezcla de LOCO y COBO durante 7 semanas que lo decreció a 21.000 ppm seguida de la FITO con Z. mays potenciada con lo dos géneros bacterianos sobre su fenología a nivel de madurez fisiológica; en comparación con el crecimiento de Z. mays usado como CR, que registró una AP de 128.5 cm, este valor estadísticamente diferente a lo registrado en suelo contaminado con ARA, fitorremediado mediante Z. mays potenciado con R.etli con una AP de 85.3cm; mientras que el mismo suelo fitorremediado mediante con Z. mays inoculado con B. cepacia y R. etli alcanzó 81.7 cm de AP. En suelo fitorremediado con Z. mays y B. cepacia se registró una LR de 61.3 cm, valor estadísticamente diferente al registrado

en Z. mays empleado como CR con 27.3 cm de LR; respecto a su biomasa esta gramínea alcanzó 91.65g PFAT valor estadísticamente distinta al Z. mays inoculado con B. cepacia y R. etli con 27.4 g de PFAT; en comparación con el Z. mays potenciado con R. etli con 19.6 g de PFAT. En suelo fitorremediado mediante Z. mays inoculado con B. cepacia y R. etli registro 17.9 g de PFRT, este valor con diferencia estadística comparado con lo registrado en Z. mays potenciado con R. etli con 14.95 g de PFRT, en comparación con el PSAT de 15.47 g de Z.mays (CR) valor estadísticamente distinto a lo observado en Z. mays con R. etli y B. cepacia con 4.52 g de PSAT; mientras que en Z. mays potenciado con B. cepacia que registro 2.05 g de PSAT valor estadísticamente distinto, al registrado en Z. mays inoculado con R. etli que alcanzo 2.45g de PSRT, valor estadísticamente distino al Z. mays inoculado con R. etli y B. cepacia que registro de 2.31 g PSRT, estos valores estadísticamente inferiores a los registrados en Z. mays (CA) con 12.65 g de PSR.


Tabla 3. Biorremediación de suelo contaminado con 45,000 ppm de aceite residual automotriz con lombricomposta, composta bovina y mezcla de ambas en su concentración

Suelo con Zea mays

Alturade planta

(cm)

Longitud radical (cm)

Peso fresco (g) Peso seco (g)

Aéreo Radical Aéreo radical

Sin ARA (control absoluto)

122.68ª* 21.7c 88.56ª 61.78ª 14.64ª 12.65ª

Sin ARA alimentado con solución mineral (control relativo)

128.5ª 27.3b 91.65ª* 64.85ª 15.47ª 15.90ª

**21,000 ppm de ARA + lombricomposta + composta bovina + B.

cepacia + R. etli

81.7b 26.1b 27.41b 17.95b 4.52b 2.31b

21,000 ppm de ARA + lombricomposta +

composta bovina + R. etli85.3b 25.3b 19.60c 14.95c 3.52c 2.45c

21,000 ppm de ARA + lombricomposta + composta bovina +B.

cepacia

31.5c 61.3ª 10.95d 8.13d 2.05d 1.71d

*Tukey (0.025)=: Letras iguales = no existe diferencia estadística

** ARA remanente de la biorremediación

DISCUSIÓNBioestimulación de un suelo contaminado con 45.000 ppm de aceite residual automotriz

Luego de la BIS de suelo contaminado por 45,000 ppm de ARA con LOCO y COBO la concentración se redujo a 21.000 ppm; entonces el suelo se fitorremedió con Z. mays y B. cepacia (tabla 4,); ahí registró la máxima disminución del ARA hasta 1,822 ppm, valor estadísticamente diferente al registrado en el mismo suelo fitorremediado mediante Z.mays potenciado con B. cepacia y R. etli que lo redujo a 10,350 ppm, seguida de lo observado en suelo fitorremediado con Z. mays inoculado R. etli que lo disminuyó hasta 13,500 ppm; estos dos últimos valores fueron estadísticamente diferentes al registrado en el suelo (CN) impactado con ARA con 44,900 ppm, debido a que la atenuación natural fue insuficiente para eliminar el exceso de carbono (C ) que inhibió la actividad microbiana nativa para mineralizar el ARA (Corona-Ramírez y Iturbide-Argüelles, 2005).

La composición química de la COBO y LOCO (SAGARPA, 2007) con las que realizó la BIS del suelo impactado con ARA, se aplicaron para enriquecerlo con minerales de N (nitrógeno), P (fósforo) K (potasio) y otros elementos necesarios para inducir a su microbiota nativa heterotrófica aérobica a mineralizar el ARA (Sánchez-Yáñez, 2011). La tabla 2 se muestra un efecto fitotóxico del ARA en la fenología y biomasa de Z. mays (Sangabriel et al, 2006), no obstante la BIS del suelo con LOCO y COBO le proporcionaron al Z. mays los minerales para alcanzar la madurez fisiológica, lo cual fue mejorado por B. cepacia mediante la conversión de exudados radicales en fitohormonas y potencio la degradación del ARA (Balderas-León y Sánchez-Yáñez, 2015) y aumentó la tolerancia de Z. mays a esta mezcla de HICO. En la tabla 3 se muestra el efecto fitotoxico del ARA en la biomasa de Z. mays duran; en parte, por su hidrofobicidad y viscosidad que formaron una película que se adhirie a la raíz e impide el intercambio gaseoso; en consecuencia, en ese ambiente anaeróbico, se causa la lisis de las

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Tabla 4. Biorremediación de suelo contaminado con 45,000 ppm de aceite residual automotriz por bioestimulación con lombricomposta/composta bovina y

fitorremediación con Zea mays inoculado con Burkholderia cepacia y Rhizobium etli

Suelo + 45,000 ppm de aceite residual automotriz

Concentración del aceite residual automotriz en el suelo después de 4 meses

de la fitorremediación con Zea mays y los géneros de bacterias promotoras de

crecimiento vegetal (ppm)

Sin bioestimular ni fitorremediar (control negativo)

44,900c*

Z. mays + lombricomposta + composta bovina (3%) +

Rhizobium etli13,500b


Burkholderia cepacia1,822.5ª


B. cepacia y R. etli10,350b

*Tukey (0.025)=: Letras iguales = sin diferencia estadística

membranas de las raíces de Z. mays con ello la inhibición de su crecimiento (Gogosz, Bona, Santos y Botosso, 2010); derivado de la la fracción aromática del ARA que provoca un anormal función radical y con esto una deficiencia en la absorción mineral en Z. mays (Balderas-León y Sánchez-Yáñez, 2015).

La tabla 4 muestra la BIS del suelo contaminado con ARA por incorporación de LOCO y COBO que sugieren que se eliminó la fracción de HiC¿ aromáticos del ARA, mediante un reequilibrio de la condición mineral del suelo con sales de N, P, K, etc.; ahí la población microbiana heterotrófica aerobia nativa también los oxidó, mientras que la FITO del suelo con el ARA mediante Z. mays y B. cepacia aceleró la mineralizacion del ARA, resultados similares fueron reportados por Delgadillo-López, González-Ramírez, Prieto-García, Villagómez-Ibarra y Acevedo-Sandoval, (2011); en la FITO de suelo contaminado con otras mezclas de HICO, debido a que las raíces vegetales estimulan la actividad microbiana heterotorfica asociada al sistema radical para mineralizar los HICO (Davis, Castro-Díaz, Zhang y Erickson, 2002). Lo anterior también se

observó durante la FITO del suelo impactado con ARA al inocular Z.mays con B.cepacia y R. etli contribuyeron a la mineralización de del ARA (Pilon-Smits 2005). Por ello la importancia de sembrar Z. mays en suelo contaminado con HICO, al respecto Pérez-Armendáriz, Castañeda-Antonio, Castellanos, Jiménez-Salgado, Tapia-Hernández, y Martínez-Carrera (2011) reportaron que el patrón de crecimiento de las raíces de Z. mays mejora las propiedades físico-químicas, para facilitar una mejor aireación, con ello hubo mayor penetración radicular y estimular la actividad oxidante del ARA por B. cepacia y R. etli con una mayor eliminación del ARA (González-Paredes, Alarcón, Ferrera-Cerrato, Almaraz, Martínez-Romero, Cruz-Sánchez, Mendoza-López y Ormeño-Orillo, 2013).

CONCLUSIÓNLos resultados de esta investigación apoyan que la BIS del suelo con LOCO y COBO indujo a la oxidación de una parte importante de la fracción alifática del ARA, lo que disminuyó su concentración para la posterior FITO mediante Z. mays con B. cepacia y R. etli; acorde con los


resultados obtenidos, redujo parcialmente la concentración de la fracción recalcitrante del ARA, para en el suelo resolver el problema de contaminación del ARA a un valor inferior al máximo total permisible según la NOM-138 y considerarlo no contaminado.

AGRADECIMIENTOSA la Coordinación de Investigación Científica-UMSNH proyecto 2.7 (2017), y BIONUTRA, S.A de CV, Marvatio, Mich, México y beca del CONACYT a la primera autora.

CONFLICTOS DE INTERÉSLos autores declaran que no existe ningún tipo de conflicto de interés en su planificación, elaboración, y redacción con las instituciones e individuos participantes.

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Natural coagulants in continuous flow systems as a substitute of Al2(SO4)3 for water clarification

Coagulantes naturais em sistemas de fluxo contínuo, como substituto do Al2(SO4)3 para clarificação de águas

Natalia Fuentes Molina**, Emiro José Molina Rodríguez***, Carla Patricia Ariza****

Coagulantes naturales en sistemas de flujo continuo, como sustituto del Al2(SO4)3

para clarificación de aguas*

* Articulo derivado de la investigación: “Evaluación de coagulantes naturales para la clarificación de las aguas como sustituto del sulfato de aluminio”, realizada en el departamento de La Guajira durante el año 2015. ** Magister en Ciencias Ambientales, Docente del programa de Ingeniería Ambiental de la Universidad de La Guajira. *** Magister en Ciencias Ambientales, Universidad de La Guajira. **** Magister en Gestión Ambiental, Universidad de La Guajira.

Autor para correspondencia: Natalia Fuentes Molina, email: [email protected]ículo recibido: 13/02/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016

RESUMENIntroducción. El agua superficial es de vital importancia como fuente de abastecimiento, sin embargo no todas son aptas para el consumo, haciéndose necesario su tratamiento, mediante la combinación de procesos físicos y químicos que requieren el uso de coagulantes como el sulfato de aluminio; sustancia que cumple eficientemente su función, pero es bio-acumulada por los humanos afectando la salud. Objetivo. Evaluar la eficiencia de los coagulantes naturales Moringa Oleífera, Cactus Opuntia, Algas Marinas y Almidón, para la clarificación

de las aguas de consumo humano, como sustituto al sulfato de aluminio en sistemas batch y continuos. Materiales y métodos. Se analizaron muestras de agua del Rio Cesar, durante periodos seco y lluvioso, representando baja y alta turbiedad. Las biomasas fueron analizadas con y sin pre-tratamientos químicos (Ca(OH)2, CaCL2, NaOH y NaCl). Se efectuaron pruebas mediante dos sistemas simulando las fases de coagulación y floculación, utilizando varias dosificaciones. Las variables de control fueron color, turbiedad, OD, ST, conductividad DQO y pH. Resultados. Las mayores eficiencias de remoción se presentaron con pre-tratamientos excepto el


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - N. Fuentes Molina et al - 41•54

cactus; encontrándose 88.26% para moringa usando Ca(OH)2, 79.73 % para almidón con NaOH; 81.14 % para algas con CaCL2 y 98.41 % para cactus siendo la más eficiente. Se obtuvo un eficiente comportamiento del sistema continuo con condiciones similares a las obtenidas del sistema batch. Conclusiones. Se determinaron las condiciones óptimas de los

coagulantes naturales, demostrando que son eficientes, seguros y económicos para el tratamiento de aguas, con menor generación de lodos, gracias a los mecanismos de adsorción y neutralización de cargas.

Palabras clave: coagulantes naturales, tratamiento de agua, sistema bach y continuo.

ABSTRACTIntroduction. Surface water is most important as a source for supply, but not all of it is suitable for consumption. It is necessary to treat it by combining physical and chemical processes that require the use of coagulants such as the aluminum sulfate, a substance that is efficient but it is also harmful for health, as human beings bio-accumulate it. Objective. Evaluate the efficiency of the natural coagulants: Moringa Oleífera, Opuntia cactus, seaweed and starch, to clarify human consumption water, as a substitute of the aluminum sulfate in batch and continuous systems. Materials and methods. Water samples from the Cesar river were analyzed during sunny and rainy periods, representing low and high turbidity. The biomasses were analyzed with and without chemical pre-treatments (Ca(OH)2, CaCL2, NaOH y NaCl). Tests were performed by means of two systems

that simulated the coagulation and flocculation stages, with several doses. The control variables were color, turbidity, OD, ST, conductivity, COD and pH. Results. The highest removal efficiencies were found with pre-treatments, except with the cactus, finding 88.26% for moringa using Ca(OH)2, 79.73% for starch with NaOH; 81.14% for algae with CaCL2 and 98.41% for cactus, which is the most efficient. An efficient behavior was obtained from the continuous system with similar conditions to those obtained from the batch system. Conclusions. The optimal conditions of the natural coagulants were determined, demonstrating their efficiency, safety and economy for water treating, with less mud generation, thanks to the adsorption and load neutralization mechanisms.

Key words: natural coagulants, water treatment, batch and continuous system.

RESUMOIntrodução. A água superficial é de vital importância como fonte de abastecimento, mas não todas são aptas para o consumo, fazendo necessário seu tratamento, mediante a combinação de processos físicos e químicos que requerem o uso de coagulantes como o sulfato de alumínio; substância que cumpre eficientemente sua função, mas é bio-acumulada pelos humanos afetando a saúde. Objetivo. Avaliar a eficiência dos coagulantes naturais Moringa Oleífera, Cactos Opuntia, Algas Marinhas e fécula, para a clarificação das águas de consumo humano, como substituto ao sulfato de alumínio em sistemas batch e contínuos. Materiais e métodos. Se analisaram amostras de água do Rio Cesar, durante períodos seco e chuvosos, representando baixa e alta turvação. As biomassas foram analisadas com e sem pré-tratamentos químicos (Ca(OH)2, CaCL2, NaOH e NaCl). Se

efetuaram provas mediante dois sistemas simulando as fases de coagulação e floculação, utilizando várias dosagem. As variáveis de controle foram cor, turvação, OD, ST, condutividade DQO e pH. Resultados. As maiores eficiências de remoção se apresentaram com pré-tratamentos exceto o cactos; encontrando-se 88.26% para moringa usando Ca(OH)2, 79.73% para fécula com NaOH; 81.14% para algas com CaCL2 e 98.41% para cactos sendo a mais eficiente. Se obteve um eficiente comportamento do sistema contínuo com condições similares às obtidas do sistema batch. Conclusões. Se determinaram as condições ótimas dos coagulantes naturais, demostrando que são eficientes, seguros e económicos para o tratamento de águas, com menor geração de lodos, graças aos mecanismos de adsorção e neutralização de cargas.

Palavras chave: coagulantes naturais, tratamento de água, sistema bach e contínuo.


INTRODUCCIÓNLa solución a la problemática de la falta de acceso al agua potable para países en vías de desarrollo, debe encaminarse al desarrollo de técnicas innovadoras, eficaces, sostenibles, económicas, fiables y fáciles de manejar, que sean socialmente aceptadas por la comunidad, mejorando así su situación sanitaria y calidad de vida (Mintz, Bartram, Lochery, & Wegelin, 2001); a pesar de ser uno de los objetivos de desarrollo del milenio generados en la cumbre mundial de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) la disponibilidad y calidad de agua para consumo humano sigue siendo deficiente. Las tecnologías existentes de tratamiento actuales, en la mayoría de los casos representan altos costos de infraestructura y mantenimiento, obstaculizando el cumplimiento de las metas planteadas para la mejora de calidad de vida y provocando problemas de salud a nivel mundial (Gómez, 2010).

La introducción de los coagulantes naturales en los procesos de clarificación de agua para consumo humano como una tecnología apropiada en sectores vulnerables, se hace más que necesario, imprescindible, ante las condiciones económicas actuales en Colombia, donde la producción de Sulfato de Aluminio (Al2(SO4)3), como coagulante primario y tradicional para la clarificación, apenas satisface un bajo porcentaje de la demanda nacional (Rodríguez, 2008; Miller, Fugate, Craver, Smith & Zimmerman 2008). Con el fin de reducir el déficit del sulfato de aluminio, se han realizado varias investigaciones con coagulantes y/o ayudantes naturales (Guzmán, Villabona, Tejada, & Garcia, 2013; Molano, 2011; García, 2007; Dorea, 2006); debido a que se ha venido cuestionando en los últimos años el uso de este producto, por el alto costo que implica la potabilización que no satisface la demanda total; las grandes cantidades de lodos que alteran con su toxicidad los procesos naturales presentes en el suelo y el agua; las afectaciones significativas del pH y conductividad del agua tratada, los altos costos de infraestructura, gestión y mantenimiento (Galvis, Ortega & Rondón, 2011; Yin, 2010) sumado a esto, algunos estudios han

concluido que el aluminio residual en el agua de consumo humano puede ser muy peligroso para la salud (Gurdián & Coto, 2011; Parra, Cedeño, García, Medoza, González & Fuentes, 2011; Cabrera, 2009; Bratby, 2006 & Colbert 2007).

Los coagulantes naturales de origen vegetal como Moringa oleífera (Rodiño et al., 2015; Asrafuzzaman, Fakhuruddin, & Alamgir, 2011; Pritchard, Mkandawire, Edmondson, O’neill & Kululanga, 2010), cactus lefaria (Pichler, Young & Alcantar, 2012; Parra et al., 2011; Nirmala & Jadhav, 2012) almidón de yuca (Rodríguez et al. 2007; Hamidi & Koffly, 1998) y algas marinas (Prado et al. 2011; Kawuamura, 1991); resultan ser biodegradables, económicos, seguros por su compatibilidad con el medio ambiente (Poumaye et al., 2012; Pritchard et al., 2010); gracias a la presencia de proteínas solubles que actúa en el proceso como un polielectrolito catiónico natural (Barth et al., 1982; Jahn, 1988), capacidad que se incrementada cuando se emplean sales inorgánicas como pre-tratamiento (Okuda et al., 1999); No inciden significativamente en los cambios de pH y conductividad del agua después de su tratamiento (Ndabigengesere y Narasiah, 1998) y reducen la presencia de microorganismos (Huda et al., 2012, Ghebremichael et al., 2005).

Si bien es cierto, que los coagulantes naturales de origen vegetal han sido evaluados exitosamente en procesos de clarificación de aguas (Guzmán et al., 2013) debido a su capacidad de remoción de turbiedad, color, materia orgánica, partículas coloidales y microorganismos, sus mecanismos de coagulación con pre-tratamientos no han sido estudiados ampliamente y hay pocas referencias en la literatura sobre resultados del funcionamiento en procesos continuos donde se haya remplazado el sulfato de aluminio por coagulantes naturales.

Por lo anterior en la presente investigación se evaluó la efectividad de los coagulantes naturales de origen vegetal moringa oleífera, cactus lefaria, almidón de yuca y algas marinas como sustituto del sulfato de aluminio para la clarificación de las aguas de consumo humano en sistemas batch y flujo continuo y la influencia

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algas marinas rojas (BA), las cuales fueron recolectadas y trasladadas al laboratorio, donde cortaron en trozos pequeños y se lavaron con agua destilada. Luego se secaron a 110°C por 24h para deshidratar la biomasa y proceder a pulverizarlas hasta su completa desintegración y tamizada hasta diámetro de partícula igual o inferior a 1mm (Martínez y González, 2012; Solís, Laines & Hernández, 2012).

Fase II Análisis de los pre-tratamientos aplicados a los coagulantes naturales para aumentar eficiencia de coagulación: Se trabajaron disoluciones con concentraciones 0,2M de Ca(OH)2, CaCl2, NaOH y NaCl, para lavar los coagulantes naturales y agua destilada para eliminar los residuos de cada una de las sustancias (Villanueva y Tapia, 2007); luego fueron secados y pulverizados.

de los pre-tratamientos en el comportamiento de los parámetros físicos y químicos analizados. Información que busca apoyar la toma de decisiones para reorientar el quehacer actual frente a los inconvenientes presentados, por el uso de coagulante metálicos.

MATERIALES Y MÉTODOSLa investigación se desarrolló en 4 fases las cuales se resumen en la Figura 1.

Fase I Análisis de las biomasas como coagulantes naturales: Se realizó un análisis de los coagulantes naturales seleccionados (según la actividad coagulante, disponibilidad y composición química) moringa oleífera (BM), almidón de yuca (BY), cactus (BC) y

Figura 1. Fases del análisis experimental de los coagulantes naturales (Moringa Oleífera, Cactus, Almidón de yuca y Algas) y Sulfato de Aluminio



Fase III Determinación de dosis óptima y eficiencia de remoción de coagulantes naturales en ensayos tipos batch: La determinación de dosis óptimas de los cuatro coagulantes naturales capaces de remover las máximas turbiedades, se realizó con 144 ensayos con diferentes dosificaciones para estudiar la influencia de variables tales como el pre-tratamiento de la biomasa con diferentes soluciones de sodio y calcio, permitiendo evaluar el efecto del coagulante natural sobre el cuerpo de agua (Díaz, Arias, Gelvez, Maldonado, Laverde, 2003; Solís et al., 2012). Una vez tomada la muestra de agua en el río Cesar departamento de La Guajira Colombia y medidos los valores iniciales de los parámetros de turbiedad, color, pH y DO, color, sólidos y DQO se llevó a cabo el proceso de coagulación-floculación mediante el equipo de prueba de jarras marca Phipps & BirdMR, modelo PB-700 (NTC, 3903). En cada vaso se procedió a agregar las diferentes soluciones de los coagulantes naturales y químicas (Al2(SO4)3), con las siguientes concentraciones (60, 80 y 100 mg/L).

Agregado el coagulante, se llevó a cabo un mezclado utilizando standard methods of the American Public Health Association ASTM D 2035-08 (APHA, 2005) que consiste en una mezcla rápida por 1minuto a 200 rpm, a fin de desestabilizar las cargas superficiales de las partículas de la materia orgánica contenida, seguida de una mezcla lenta por 25 minutos a 25 rpm para promover la formación de flóculos. Después se dejó sedimentar por un tiempo de 30 min. Se midieron los valores finales de los parámetros evaluados en las condiciones iniciales.

Fase IV Procesos de flujo continuo mediante unidades secuenciales de operación con los bio-coagulantes: A partir de los resultados obtenidos en los ensayos batch (mayor eficiencia y dosis optimas) y basados en la respectiva revisión bibliográfica, se realizaron los ensayos de remoción de los coagulantes naturales a flujo continuo; en módulos cilíndricos de polietileno, cuyas dimensiones fueron 30 cm de altura y 5 cm de diámetro interno, donde se evaluó la influencia de los factores pre-tratamientos con las sales, dosificaciones (60, 80

y 100mg L-1), concentración de entrada (40.8 y 800 NTU), flujo del sistema (20 y 30mL min-1 0, 80 y 100mg L-1on una bomba) a los módulos y concentración de salida colectadas en intervalos periódicos de tiempo establecidos para verificar las eficiencias. El agua colectada en el río Cesar fue bombeada con flujo ascendente con una bomba peristáltica Pulsafeeder modelo pulsatron serie Aplus 3919/2010. Se realizaron ensayos a diferentes caudales y tiempos de retención para determinar así los valores óptimos de remoción.

RESULTADOSSe determinaron las condiciones iniciales (previas al tratamiento) de las seis muestras de aguas colectadas en el río Cesar, encontrando los siguientes valores de turbiedad (40.8 y 800 NTU), pH (6.87 y 6.93 unidades), oxígeno disuelto (6.42 y 7.76 mgO2/L), conductividad (71.10 y 101.30 µ/cm), sólidos totales (1154.20 y 4062.50 mg/L), DQO (64 y 224 mgO2/L) y color 105 y 135 UPC para los periodos seco y lluvioso respectivamente.

Pre-tratamiento de los coagulantes naturales en sistemas tipo batch: Los resultados obtenidos mediante ensayos en procesos tipo batch muestran que las concentraciones finales de turbiedad más bajas, se presentan con la aplicación de pre-tratamientos con la solución de Ca(OH)2 para la Moringa Oleífera (8.62 y 18.27 NTU), NaOH para el almidón de yuca (8.27 y 18,33 NTU), CaCl2, para las algas marinas (7.69 y 17.17 NTU) y sin pre-tratamiento (H2O), para el cactus opuntia (6.98 y 12.73 NTU) en los periodos seco y lluvioso respectivamente (figura 2).

La conductividad se mantiene estable, después de realizados los ensayos en sistemas tipo batch con y sin pre-tratamiento, encontrándose que no existen cambios o alteraciones representativas en su valor con un intervalo que osciló entre 83.63 y 114.97 µ/cm, donde los resultados están por debajo de los límites permisibles establecidos en la normativa colombiana.

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Figura 2. Turbiedad (NTU±DE) de las biomasas evaluadas: (BM) Moringa Oleífera, (BY) Almidón de Yuca, (BC) Cactus Opuntia, (BA) Algas Marinas en los periodos seco (P1) y lluvioso (P2);

donde las barras representan la magnitud promedio de las concentraciones de turbiedad y las líneas acotadas la desviación estándar por encima de la media


Se presentó un comportamiento estable de pH durante los ensayos en sistemas tipo batch de los coagulantes naturales modificados con los pre-tratamientos mencionados, manteniendo valores que oscilaron entre 6.99 y 7.94 unidades, los cuales se encuentran dentro de los límites permisibles establecidos por la normatividad colombiana vigente.

En los valores de oxígeno disuelto de manera general se observa un comportamiento estable en todos los ensayos realizados con sistema tipo batch, manteniendo valores entre 6.06 y 7.81 mg/L, lo cual indica que no existe actividad representativa en este parámetro. En los ensayos se observan las concentraciones finales de color mas bajas para moringa (29 y 35 UPC), seguidas de algas marinas (31 y 30 UPC), almidón de yuca (31 y 36 UPC), y cactus (42 y 43 UPC).

Determinación de dosis óptima y eficiencia de remoción de coagulantes en sistemas tipo batch: Se evidenció la efectividad del coagulante extraído de la moringa (5.65 y 15.9 NTU) y el almidón de yuca (7.82 y 17.5 NTU) alcanzando los mejores valores de turbiedad con la dosis de 60 mg/L, valores que corresponden a

remociones promedio de 98.01; el cactus (5.95 y 10.5 NTU) presento las mayores eficiencias con remociones del 98,69% para la dosis de 100 mg/L y las algas marinas no presentaron variaciones relevante con la implementación de las diferentes dosis suministradas, logrando porcentajes de remociones cercanos al 98%. El sulfato de aluminio (3.17 y 1.44 NTU) demuestra una vez más su potencial como coagulante reflejando los mejores porcentajes (95 y 99%) de remociones con dosis optima de 60 y 100 mg/L para los periodos seco y lluvioso respectivamente. Se observan excelentes remociones de turbiedad, convirtiéndose los coagulantes naturales en potenciales ayudantes y/o co-ayudantes en los procesos de potabilización del agua.

Procesos de flujo continuo mediante unidades secuenciales de operación para la remoción de la carga orgánica con los bio-coagulantes: El caudal de operación del sistema fue de 20 y 30 mL min-1, y los tiempo de retención hidráulica de 15 s-1 y 30 min-1 para los procesos de coagulación, floculación y sedimentación respetivamente se manejó un caudal de 27,30 mL/min y un tiempo de retención hidráulico de 30 minutos. Por último se manejó un caudal de 25,08 mL/min.


Tabla 1. Análisis del efluente en sistema tipo batch en los dos periodos evaluados

TURBIEDAD pH CONDUCTIVIDAD SOLIDOS COLOR DQO

SULFATO 3,77±1,34 4,22±0,03 114,97±0,67 173,42±23,15 10,21±4,22 15,14±2,86

ALMIDON 13,30±2,54 7,53±0,03 113,00±0,61 107,25±34,07 25,10±4,97 46,87±0,96

CACTUS 9,86±3,45 7,35±0,01 108,40±5,00 128,33±13,03 38,24±3,71 44,35±2,07

MORINGA 13,44±2,76 7,49±0,03 84,50±0,46 133,33±25,50 28,11±4,49 37,08±8,12

ALGAS 12,43±2,38 7,46±0,12 88,57±1,94 227,92±59,06 30,15±1,33 25,02±1,40


Figura 3. (A) Dosis optima y (B) Porcentaje de remoción de las biomasas evaluadas Moringa Oleífera BM, Almidón de Yuca BY, Cactus Opuntia BC y Algas Marinas BA en los periodos seco (P1) y lluvioso (P2). Las barras representan la magnitud promedio de las concentraciones de

turbiedad y las líneas acotadas la desviación estándar por encima de la media

Fuente: elaborado por los autores.

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Tabla 2. Análisis del efluente en el sistema por flujo continuo en los dos periodos evaluados

TURBIEDAD pH CONDUCTIVIDAD SÓLIDOS COLOR DQO

SULFATO 18,67±3,97 4,35±0,03 252,67±6,11 222,75±30,05 13,83±3,06 21,33±12,63

ALMIDON 38,10±4,88 7,00±0,21 95,87±2.06 115,83±66,25 33,50±3,54 53,00±18,38

CACTUS 48,37±14,55 7,13±0,27 99,80±2,56 152,50±62,90 42,17±0,24 76,67±16,00

MORINGA 37,50±5,77 7,27±0,02 100,67±8,92 152,50±75,50 32,17±4,01 40,00±15,08

ALGAS 55,43±8,92 7,31±0,04 91,20±1,82 525,00±181,26 30,83±0,24 26,67±11,31

Fuente: elaborado por los Autores

En flujo continuo la turbiedad más baja la presento el sulfato de aluminio con un valor promedio de 18.67 un NTU, seguido de moringa alífera y almidón de yuca con valores promedios de 37.50 NTU y 38.10 NTU respectivamente, demostrando el potencial que tienen como coagulante. El valor del pH disminuyó considerablemente para sulfato de aluminio hasta el valor promedio de 4.35 mientras que los demás coagulantes naturales presentaron un pH estable con valores promedios entre 7.00 y 7.31. La conductividad también aumentó significativamente para el sulfato de aluminio hasta un valor de 252.67 µS/cm, a diferencia de los demás coagulantes naturales evaluadas que no sobrepasaron los 100.67 µS/cm. Durante

el proceso de flujo continuo la biomasa que removió más sólidos totales fue el almidón de yuca, presentando del valor más bajo de 115.83 mg/L, mientras que el alga presento la menor remoción con un valor promedio de 525 mg/L

La concentración más baja de color se presentó con sulfato de aluminio arrojando un valor promedio de 13,83 UC, seguido algas y moringa oleífera con valores promedios de 30,83 UC y 32,17 UC respectivamente, demostrando el potencial de remoción de cada una de estas, el valor del DQO disminuyó considerablemente para sulfato de aluminio hasta el valor promedio de 21,33 mg/L seguido del alga y la moringa con valores promedios de 26,67 mg/L y 40,00 mg/L.

Figura 4. Análisis de las biomasas evaluadas Moringa Oleífera BM, Almidón de Yuca BY, Cactus Opuntia BC y Algas Marinas BA de los sistemas batch y continuo. Las barras representan la magnitud promedio de las concentraciones de turbiedad y color; las líneas acotadas la

desviación estándar por encima de la media



Finalmente se logró verificar que la incorporación de coagulantes en la clarificación de las aguas para el consumo humano, como sustitutos del sulfato de aluminio en sistemas continuos, presenta remociones inferiores a las evidenciadas en el sistema batch para la mayoría de los análisis aplicados al igual que en el coagulante metálico (Al3(SO4)3) empleado como referencia, por lo que se sugiere dar continuidad a la evaluación de estos procesos para incrementar su efectividad y promover su uso.

DISCUSIÓNLas concentraciones iniciales y finales de turbiedad fueron similares a los reportados en los ensayos realizados por Díaz et al., 2004 quienes registran valores entre 8.90 y 10.50 NTU con una turbiedad inicial de 90 NTU y Muñoz, García & Muñoz (2005), quienes reportan en sus estudio valores entre 5 y 24 NTU con turbiedad inicial de 54 NTU. El coagulante natural cactus opuntia arrojó los valores más bajos de turbiedad, convirtiéndose en el más eficiente de todos los coagulantes estudiados en esta investigación. Sin embargo Martínez, Chávez, Díaz, Chacín & Fernández (2003), registraron valores finales mas bajos (5 NTU), lo anterior se debe posiblemente a que ensayaron turbiedades iniciales (20 a 150 NTU) más bajas a las evaluadas en el presente estudio.

En cuanto a las concentraciones finales de sólidos totales, durante periodo seco y lluvioso, se evidencia una coincidencia en el comportamiento de los pre-tratamientos, con los reportes realizados para turbiedad y color en los ensayos con sistemas tipo batch; con las siguientes concentraciones para la biomasa moringa (260 y 326, 67 mg/L), almidón de yuca (304.33 mg/L, 524.17 mg/L), algas (194,17 mg/L y 208,33 mg/L) y cactus opuntia (173,33 y 390,33 mg/L), lo anterior esta dentro del intervalo de los resultados presentados por Mas y otros (2013), donde utilizan como coagulante natural la moringa, y reportan concentraciones finales después del tratamiento de 580 mg/L, manejando una concentración inicial de 810 mg/L, donde

los ensayos realizados en esta investigación presentan en muchos casos concentraciones menores a este reporte.

El comportamiento presentado por el pH durante los ensayos batch y continuo son similares a los presentados por Nadabigensere & Narasiah (1998), quien es su investigación reportaron que las semillas moringa oleífera no afectan significativamente los valores de pH. También es importante resaltar que los valores se mantuvieron que los valores generan condiciones óptimas para el proceso de clarificación del agua, logrando una mayor formación de flóculos capaces de precipitar y remover las partículas suspendidas presentes en el agua (Gurdián & Coto, 2011). Asociado a esto, se tiene que los coagulantes químicos son mas efectivos cuando el agua a tratar tiene un pH que oscila entre 5.5 y 8.0 unidades (Rodríguez, 2008), y el cactus Opuntia uno de los coagulantes naturales de origen natural evaluados se comporta en forma eficaz cuando el agua presenta rangos de pH que oscilan entre 7.0 y 10.0 unidades (Yin, 2010).

Las unidades formadoras de color son cercanos a los presentados por Jahn (1988) y Muñoz (2005) quienes presentaron valores finales de color cercanos al limite superior (10 y 30 UPC) de los reportados en este estudio, esto posiblemente obedece a que ellos trabajaron una concentración inicial de 50 UPC. Lo anterior nos permite confirmar nuevamente la capacidad de remoción de color de la biomasa de origen vegetal para la clarificación de las aguas.

Las dosis óptimas obtenidas por Ndabigengesere, Narasiah & Talbot, (1995) y Schwarz (2000), fueron de 50 mg/L y las de Asrafuzzaman (2011), fueron (50 y 100 mg/L) cercanas a las ensayadas en la dosificación de este estudio, permitiendo así verificar una vez más los rendimientos de los coagulantes naturales evaluados. La eficiencia de remoción de turbiedad de los coagulantes evaluados son similares a los presentados en estudios realizados para moringa oleífera con valores entre 80 y 90% y condiciones finales de 49,0 NTU (Pritchard et al., 2009; Amagloh y Benang, 2009) y para cactus stenocereus

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griseus con valores de 69,27 y 96,46% (Fuentes, Mendoza, López, Castro & Urdaneta, 2011).

Según los resultados arrojados en la investigación (Olivero, Mercado & Montes, 2013) el sulfato de aluminio disminuye el valor del pH a diferencia de los coagulantes naturales seleccionados en esta investigación que no presenta alteraciones sobre el comportamiento de este parámetro; de la misma manera se logra comprobar que los resultados obtenidos de los parámetros de turbiedad y sólidos totales presentan valores semejantes a los obtenidos por Castellanos, Becerra, Carreño & Páez, en el 2012 quienes reportan remociones del 90,3% y 74,3% respectivamente, frente a concentraciones iniciales similares al periodo lluvioso de la presente investigación.

CONCLUSIONES Los coagulantes naturales más eficientes en el proceso de coagulación en sistema tipo batch, fueron el cactus opuntia (98,69%) y la moringa oleífera (98,32%), logrando las mejores remociones de turbiedad en comparación con los demás coagulantes naturales algas y almidón), con una dosis optima de 100 mg/L. El coagulante moringa oleífera demostró su eficacia utilizando Ca(OH)2 como pre-tratamiento, mientras que el almidón de yuca reaccionó de manera favorable con NaOH, las algas utilizan CaCl2 para presentar sus mejores resultados y el cactus opuntia no requiere tratamiento.

En cuanto a los resultados observados en el sistema continuo se demostró que el coagulante más efectivo para este tipo de sistemas fue la moringa oleífera (95,31%), respaldando el resultado logrado en sistema batch; seguidos por almidón (95,23%), cactus opuntia (93,95%), y algas marinas (93,07%). La eficiencia de remoción por parte de los coagulantes naturales seleccionados para este estudio presenta resultados efectivos para la implementación en sistemas continuos, garantizando su efectividad en este proceso.

Los coagulantes naturales que se analizaron en esta investigación necesitan mayor tiempo de contacto con el agua para un mejor resultado; a diferencia del sulfato de aluminio que en poco tiempo de contacto con el agua, muestra su eficiente facultad para la remoción de turbiedad. También se encontró que todos los coagulantes naturales empleados son eficientes, seguros, económicos y no afectan significativamente las variables (pH, conductividad y OD) en el tratamiento de las aguaS de consumo, con una menor generación de lodos, gracias a los mecanismos de adsorción y la neutralización de cargas que ofrecen las biomasas de origen vegetal. De tal forma que cada uno de los coagulantes naturales evaluados, constituye una buena alternativa para algunas zonas rurales y periurbanas donde no es posible hacer llegar los coagulantes químicos.

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Valuation of the pre-oxidation to remove organic dissolved carbon and reduce trihalomethanes in water purificationn

Avaliação da pré-oxidação para remover carbono orgânico dissolvido e diminuir a formação de trihalometanos na potabilização

María Fernanda Guerra**, Diana Catalina Rodríguez***, Gustavo Antonio Peñuela Mesa****

Evaluación de la preoxidación para remover carbono orgánico disuelto y disminuir

la formación de trihalometanos en la potabilización*

*Artículo derivado del proyecto de investigación: “Investigación de biopeliculas en las redes de acueducto del municipio de Rionegro”. Financiado por la empresa Aguas de Rionegro S.A. E.S.P. a través del convenio 01 del 2013. Vigencia: Febrero de 2013 - Febrero de 2014. **Ingeniera ambiental, estudiante de Maestría en Ingeniería Ambiental. Investigadora en Grupo Diagnóstico y Control de la Contaminación (GDCON), Universidad de Antioquia. ***Ingeniera Sanitaria, magíster en Ingeniería. Doctora en Ingeniería. Docente investigador de la Universidad de Antioquia, Grupo Diagnóstico y Control de la Contaminación (GDCON), Universidad de Antioquia. ****Químico, especialista en Gestión Ambiental Municipal, magíster en Ciencias Químicas. Doctor en Química Ambiental. Docente investigador de la Universidad de Antioquia, Grupo Diagnóstico y Control de la Contaminación (GDCON), Universidad de Antioquia.

Autor para correspondencia: María Fernanda Guerra; e-mail: [email protected]ículo recibido: 15/08/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENIntroducción. La materia orgánica presente en el agua de abastecimiento puede ocasionar problemas a las plantas de potabilización, como alteración en las propiedades organolépticas del agua, aumento en los costos de potabilización e incrementos en la formación de subproductos de la desinfección. Objetivo. Evaluar la pre-oxidación como una alternativa para mejorar la remoción de carbono orgánico disuelto

(COD) y/o disminuir la formación de trihalometanos durante los procesos de potabilización. Materiales y métodos. Se realizaron experimentos mediante un ensayo de test de jarras, en los que se evaluó la eficiencia de dos coagulantes (hidroxicloruro de aluminio y sulfato de aluminio) y de dos agentes oxidantes (peróxido de hidrógeno y dióxido de cloro) para la remoción de COD y la diminución de la formación de trihalometanos como subproducto


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - M. F. Guerra et al - 55•65

de la desinfección con hipoclorito de sodio. También se evaluó el cambio en la turbiedad, color, pH y UV254. Resultados. En términos de remoción de COD, existe una diferencia significativa (p = 0,033) entre la utilización sulfato de aluminio e hidroxicloruro de aluminio, siendo el último más eficiente. Se encontró que la pre-oxidación mejora la remoción de color y turbiedad, y que solo con el peróxido de hidrógeno se comprobó un incremento en remoción de COD. Conclusiones. La pre-oxidación con H2O2 en los

procesos de potabilización es una alternativa viable para remover materia orgánica no húmica o hidrófila. Los valores de trihalometanos no superaron los límites permisibles en Colombia y EE. UU., los cuales son 200 µg/L y de 80 µg/L, respectivamente.

Palabras clave: materia orgánica; dióxido de cloro; peróxido de hidrógeno; pre-oxidación, trihalometanos.

ABSTRACTIntroduction. Organic matter in drinking water can cause problems to the purification plants, such as changes in the water´s organoleptic properties, an increase of the purification costs and increases in the disinfection byproducts.Objective. Evaluate pre-oxidation as an alternative to improve the removal of disolved organic carbón (DOC) and/or reduce the formation of trihalomethanes during the purification processes. Materials and methods.Experiments were carried out by means of a jar test in which the efficiency of two coagulants (aluminum hydroxychloride and aluminum sulphate) and two oxidation agents (Hydrogen peroxide and chlorine dioxide) to remove DOC and reduce trihalomethanes as a byproduct of the disinfection with sodium

hypochlorite. Turbidity, color, pH and UV254 changes were also assessed. Results. In terms of DOC removal, there is a significant difference (p = 0,033) vetween the use of aluminum sulphate and aluminum oxychloride, and the latter is more efficient. Pre-oxidation improves the color removal and the turbidity, and only with hydrogen peroxide an increase in the DOC removal was proved. Conclusions. Pre-oxidation with H2O2 in purification processes is a feasible alternative to remove not humic and hjydrophilic organic matter. The trihalomethanes´ values were not above those allowed in Colombia and USA, 200 µg/L and 80 µg/L, respectively. Key words: organic matter; chlorine dioxide; hydrogen peroxide; pre-oxidation, trihalomethanes.

RESUMOIntrodução. A matéria orgânica presente na água de abastecimento pode ocasionar problemas nas plantas de potabilização, como alteração nas propriedades organolépticas da água, aumento nos custos de potabilização e incrementos na formação de sub-produtos da desinfecção. Objetivo. Avaliar a pré-oxidação como uma alternativa para melhorar a remoção de carbono orgânico dissolvido (COD) e/ou diminuir a formação de trihalometanos durante os processos de potabilização. Materiais e métodos. Se realizaram experimentos mediante um ensaio de test de jarras, nos que se avaliou a eficiência de dois coagulantes (hidroxicloruro de alumínio e sulfato de alumínio) e de dois agentes oxidantes (peróxido de hidrogeno e dióxido de cloro) para a remoção de COD e a diminuição da formação de trihalometanos

como sub-produto da desinfecção com hipoclorito de sódio. Também se avaliou a mudança na turvação, cor, pH e UV254. Resultados. Em termos de remoção de COD, existe uma diferença significativa (p = 0,033) entre a utilização sulfato de alumínio e hidroxicloruro de alumínio, sendo o último mais eficiente. Se encontrou que a pré-oxidação melhora a remoção de cor e turvação, e que só com o peróxido de hidrogeno se comprovou um incremento em remoção de COD. Conclusões. A pré-oxidação com H2O2 nos processos de potabilização é uma alternativa viável para remover matéria orgânica não húmica ou hidrófila. Os valores de trihalometanos não superaram os limites permissíveis na Colômbia e E.U.A, os quais são 200 µg/L e de 80 µg/L, respectivamente.

Palavras chave: matéria orgânica; dióxido de cloro; peróxido de hidrogeno; pré- oxidação, trihalometanos.

57Evaluación de la preoxidación para remover carbono orgánico disuelto...

INTRODUCCIÓNLas plantas de potabilización se han propuesto disminuir cada vez más el contenido de COD en el agua potable. La materia orgánica presente en el agua de abastecimiento proviene de fuentes naturales y fuentes antrópicas, y presenta dos componentes, una parte hidrófoba y otra hidrófila (Matilainen y Sillanpää, 2010). La parte hidrófoba está compuesta de sustancias húmicas, de origen natural, y es la fracción mayoritaria de la materia orgánica en el agua (Uyguner-Demirel y Bekbolet, 2011). Las sustancias húmicas dan color al agua cuando están presentes en altas concentraciones e interaccionan con otros componentes en el agua como cationes, nutrientes y contaminantes químicos (Tranvik y Von Wachendeldt, 2009), con los cuales forman complejos que son capaces de transportarse en el agua (Pernet-Coudrier et al., 2011).

La parte hidrófila de la materia orgánica se conoce como sustancias no húmicas, cuya presencia en el agua proviene principalmente de las descargas de aguas residuales domésticas e industriales (Pernet-Coudrier et al., 2011). Pese a su estructura de baja aromaticidad, las sustancias no húmicas tienen la misma capacidad que las sustancias húmicas para formar complejos; sin embargo, su bajo peso molecular hace que esta parte sea difícil de remover en un proceso de potabilización convencional (Labanowski y Feuillade, 2011).

La presencia de la materia orgánica en el agua puede causar problemas de olor, color y sabor en el agua. Una mayor cantidad de materia orgánica en el agua de abastecimiento indica mayores dosis de coagulante y más probabilidad de que quede COD en el agua potable y formar subproductos durante la desinfección con cloro. Las anteriores implicaciones conducen a un incremento en los costos del proceso de potabilización (Matilainen y Sillanpää, 2010). Los subproductos indeseables en el proceso de desinfección son formados al reaccionar la materia orgánica que no se removió en los procesos anteriores con el agente desinfectante (Richardson y Postigo, 2012). En el caso de la desinfección con cloro se producen,

entre otros, los trihalometanos (THM), que son los más abundantes junto con los ácidos haloacéticos (HAA) (Matilainen, Vepsäläinen, y Sillanpää, 2010). Algunos trihalometanos son considerados carcinogénicos en animales de laboratorio (Bull et al., 1995); por ejemplo, se ha reportado que el consumo de trihalometanos favorece el crecimiento de tumores en hígado, riñones e intestino de roedores (Dunnick y Melnick, 1993). En humanos se conocen efectos adversos sobre el desarrollo del embarazo (Bove et al., 2002). El consumo de concentraciones moderadas de trihalometanos en mujeres embarazadas se ha relacionado con el aborto espontáneo (Swan et al., 1998) y la muerte fetal (Dodds et al., 1999). Los compuestos hidrófobos de la materia orgánica son los precursores más importantes para la formación de los DBP; sin embargo, los compuestos hidrófilos también pueden desempeñar un papel significativo en su formación, especialmente en aguas con bajos niveles de componentes húmicos (Matilainen y Sillanpää, 2010) donde juegan el papel principal (Labanowski y Feuillade, 2011).

La preoxidación en la potabilización está destinada a la remoción de materia orgánica, generalmente mejora los procesos de coagulación y floculación, por el incremento del número de grupos funcionales ácidos capaces de unirse a los productos de hidrólisis metálicos (Camel y Bermond, 1998). En la pre-oxidación se fracciona la materia orgánica, facilitando la función del agente coagulante, logrando incrementar la remoción de la materia orgánica, y por ende, menor cantidad de subproductos durante la desinfección con cloro. Sin embargo, dosis altas de pre-oxidante afectan de forma negativa la coagulación, debido a que la oxidación de la materia orgánica genera compuestos de menor peso molecular, hidrófilos difíciles de remover en la coagulación (Singer, 1999). La dosis de oxidante depende de la composición de la materia orgánica y del contenido de otros compuestos que demanden oxidante en el agua, y de la fuerza de oxidación del oxidante utilizado (Matilainen et al., 2010).

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En esta investigación, se evaluó la pre-oxidación como una alternativa para disminuir la presencia de COD en el agua potable. Se realizaron experimentos a diferentes concentraciones de coagulantes y oxidantes en dos fuentes de abastecimiento a una planta de potabilización. Se compararon las eficiencias de remoción en términos de turbiedad, color aparente y carbono orgánico disuelto.

MATERIALES Y MÉTODOS Agua de abastecimiento

En este estudio se examinaron tres tipos de agua de abastecimiento empleados en una planta de potabilización en el oriente antioqueño de Colombia (Rionegro). La primera, procedente de un río que es receptor de grandes cantidades de contaminantes provenientes de vertimientos domésticos e industriales, depósito de residuos sólidos y vertimiento de sustancias agroindustriales. La segunda, procedente de una microcuenca (embalse) conformada por poblaciones rurales que desarrollan actividades como la agricultura y la ganadería, que le han causado la contaminación y el deterioro en la calidad del agua, ocasionando el crecimiento de plantas acuáticas, que dificultan el tratamiento de potabilización del agua. La tercera, una mezcla de las dos fuentes anteriores en una proporción 70:30 río y embalse, respectivamente.

Ensayo de test de jarras

Los experimentos se efectuaron simulando las condiciones de la planta de potabilización, usando un test de jarras marca EyQ floculador. Los ensayos de test de jarras para el experimento se realizaron según el procedimiento descrito en la tabla 1. Para los experimentos 1 y 2, no se realizó el proceso de pre-oxidación, filtración y cloración. Para el experimento 3 no se realizó el proceso de filtración y cloración.

Diseño de experimentos

Se plantearon cuatro experimentos, los cuales se desarrollaron en el test de jarras bajo los procedimientos descritos a continuación:

• Evaluación de la eficiencia de dos coagulantes (sulfato de aluminio e hidroxicloruro de aluminio) en los procesos de coagulación-floculación para la remoción de COD, turbiedad y color aparente.

• Selección de la concentración de trabajo de sulfato de aluminio en los procesos de coagulación-floculación para la remoción de COD.

• Evaluación de la influencia de la pre-oxidación con dos tipos de oxidantes (peróxido de hidrógeno y dióxido de cloro) en la coagulación con sulfato de aluminio para la remoción de turbiedad, color aparente y COD.

• Evaluación de la formación de trihalometanos como subproductos de la desinfección con cloro.

Para los experimentos se utilizaron las concentraciones de coagulantes y oxidantes presentadas en las tablas 2 y 3, respectivamente:

Análisis fisicoquímicos

Los ensayos fueron llevados a cabo en el laboratorio del grupo GDCON, el cual está acreditado por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) en la Norma 17025:2005 bajo la Resolución 3564/2014. El carbono orgánico disuelto (COD) fue determinado con un analizador de COT Apollo 9000, siguiendo la metodología establecida por el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2012). La turbiedad y el color aparente se determinaron utilizando un turbidímetro Turb 550 IR y un espectrofotómetro UV-VIS Evolution 600, respectivamente. De igual forma, se realizaron análisis de pH, alcalinidad y color verdadero de acuerdo con los protocolos establecidos en el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2012). Adicionalmente, para caracterizar la materia orgánica presente en el agua, se determinó la absorbancia a 254 nm usando el método normalizado EPA 415.3. La determinación de la concentración de


Tabla 1. Procedimiento usado en el test de jarras, simulando las condiciones de la planta de potabilización

ProcesoRevoluciones por minuto

(rpm)

Tiempo (minutos) Especificaciones

Pre-oxidación 74 5Se agregó la dosis de oxidante en 2 L de la muestra y se dejó actuar por 5 minutos a 74 rpm

Coagulación 100 1Se agregó la dosis de coagulante trans-currido los 5 min y se dejó actuar por 1 minuto a 100 rpm

Floculación 40 20Transcurrido el minuto se disminuyó la mezcla a 40 rpm y se operó a 20 min

Sedimentación 0 15Transcurrido los 20 minutos se apagó el sistema de mezcla y a los 15 mi-nutos se procedió a tomar la muestra

Filtración NA NA La muestra se filtró por un filtro cua-litativo marca ADVANTEC.

Cloración NA NA

Se agregaron 5 ppm de hipoclorito de sodio a la muestra, se guardó en un lugar oscuro por 5 minutos y se procedió a tomar las muestras para trihalometanos.


Tabla 2. Concentraciones utilizadas de los coagulantes

Sulfato de aluminio (mg/L) 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

Hidroxicloruro de aluminio (mg/L) 0,75 1,50 2,25 3,00 3,75 4,50


Tabla 3. Concentraciones utilizadas de los oxidantes

Peróxido de hidrógeno (mg/L) 0,270 0,540 0,810

Dióxido de cloro (mg/L) 0,025 0,050 0,100


peróxido de hidrógeno se realizó por medio de un análisis yodométrico con tiosulfato de sodio y la concentración de dióxido de cloro se

determinó mediante la Ley de Beer utilizando un espectrofotómetro UV-VIS Evolution 600, con una celda de cuarzo de 1 cm de longitud de paso.

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Determinación de trihalometanos por cromatografía de gases con detector de microcaptura de electrones (GC-μECD)

En los ensayos de preoxidación que presentaron los resultados más altos de remoción de COD, se determinó la producción de trihalometanos mediante cromatografía de gases usando headspace-microextracción en fase sólida (HS-SPME) y cromatografía de gases con detector de microcaptura de electrones. Se utilizó un cromatógrafo de gases GC-µECD 6850 Agilent Technologies con una columna DB-624, (6 % cianopropil-fenil, 94 % dimetilpolisiloxano) 30 m x 0,25 mm ID, 1,40 µm de espesor de película.

El cromatógrafo cuenta con un inyector Split/Splittles con inserto de SPME de 0,75 mm ID, detector de microcaptura de electrones y sistema de procesamiento de datos.

RESULTADOS Caracterización del agua

En la tabla 4 se presentan los resultados de la caracterización del agua que abastece a la planta de potabilización. Se puede observar que el agua del embalse posee una calidad inferior al agua del río, exceptuando para el carbono orgánico disuelto.

Tabla 4. Caracterización del agua de entrada a la planta de potabilización

Parámetro UnidadesRío Embalse Mezcla 70:30

Promedio ± Des. Std Promedio ± Des. Std Promedio ± Des. Std

Turbiedad NTU 26,04 ± 16,31 128,62 ± 172,60 48,22 ± 50,52

Color aparente UPC 247,90 ± 125,66 1353,70 ± 1984,95 384,80 ± 355,74

Color real UPC 14,38 ± 13,27 12,98 ± 14,96 24,87 ± 14,89

COD mgC/L 2,13 ± 0,76 2,23 ± 0,87 2,22 ± 0,58

SUVA a 254 nm - 2,27 ± 0,81 2,74 ± 2,10 2,76 ± 0,65


Resultados de los experimentos

Al comparar los tratamientos de coagulación con sulfato de aluminio y con hidroxicloruro de aluminio (también llamado policloruro de aluminio, o simplemente PAC) en el experimento 1, se encontró que no existen diferencias estadísticamente significativas en las remociones alcanzadas de turbiedad y color aparente (nivel de significancia > 0,05) para la prueba de medianas y la prueba U de Mann-Whitney. Sin embargo, en la remoción del carbono orgánico disuelto (COD), las diferencias son significativas para la prueba U de Mann-Whitney (sig. 0,033).

La remoción media fue 16,8 % y la máxima 33,5 %, y para el sulfato de aluminio, la remoción media fue 7,9 % y la máxima 30,3 %.

En la figura 2 se presentan las remociones de turbiedad, color y COD obtenidas al utilizar diferentes concentraciones de sulfato de aluminio en el proceso de potabilización. Se puede observar que las remociones en el agua del río son mejores a mayores concentraciones de sulfato de aluminio, a diferencia del agua del embalse donde las remociones son mejores a bajas concentraciones del coagulante.


Figura 1. Pruebas estadísticas comparando sulfato de aluminio y pac, y las cajas de bigotes para las remociones de turbiedad, color aparente y cod. A) turbiedad. B) color aparente. C) cod


a. b. c.

Figura 2. Resultados de las remociones de turbiedad, color aparente y cod para diferentes concentraciones de sulfato de aluminio con el agua del rio. A) río 1. B) embalse 2


(a) (b)

Los resultados del experimento 3 se pueden observar en la figura 3. Las pruebas estadísticas muestran una diferencia significativa entre la utilización de oxidantes antes de la coagulación y el proceso sin oxidación, para la remoción de las tres variables estudiadas (turbiedad, color aparente y COD) (nivel de significancia < 0,05 en la prueba de mediana y Prueba U de Kruskal-Wallis). Sin embargo, para la remoción de COD sólo se presentaron diferencias significativas utilizando como oxidante el peróxido de hidrógeno.

Para el experimento 4, por duplicado, se utilizaron 0,27 mg/L de peróxido de hidrógeno y 0,025 mg/L de dióxido de cloro para tratar el agua del río, y 0,54 mg/L de peróxido de hidrógeno y 0,025 mg/L de dióxido de cloro para tratar el agua del embalse. Los trihalometanos fueron cuantificados con las curvas de calibración de la figura 4.

En las tablas 5 y 6 se muestran los valores promedio de los trihalometanos con el agua proveniente del río y con el agua del embalse, respectivamente.

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Figura 3. Cajas de bigotes para las remociones. A) turbiedad. B) color aparente. C) cod.


a. b. c.

Figura 4. Curvas de calibración de trihalometanos. A) cloroformo. B) dibromoclorometano. C) bromodiclorometano. D) bromoformo.


a. a.

c. d.


Tabla 5. Resultados de la concentración de trihalometanos en el proceso de potabilización con el agua proveniente del río

Muestra Unidades Cloroformo Bromodicloro metano

Dibromocloro metano Bromoformo THMs

totales

Al2SO4 µg/L 10,63 7,01 5,85 6,87 30,36

Al2SO4 + ClO2 µg/L 10,69 8,48 9,00 14,40 42,57

Al22O4 + H2O2 µg/L 11,73 11,27 15,31 31,50 69,80


Tabla 6. Resultados de la concentración de trihalometanos en el proceso de potabilización con el agua proveniente del embalse

Muestra Unidades Cloroformo Bromodicloro metano

Dibromocloro metano Bromoformo THMs

totales

Al2SO4 µg/L 10,32 10,56 16,61 36,36 73,85

Al2SO4 + ClO2 µg/L 11,66 6,31 4,44 3,34 25,76

Al22O4 + H2O2 µg/L 12,00 9,48 5,97 6,14 33,59


DISCUSIÓNEn la tabla 4 se percibe que el agua que abastece a la planta de potabilización proveniente del embalse tiene altos valores de turbiedad y color aparente, mientras que el agua del río posee valores de turbiedad y color aparente menores. De otro lado, el agua proveniente tanto del río como del embalse posee bajo contenido de materia orgánica soluble (por ende, bajo COD, el cual es principalmente de carácter hidrófilo, debido a que posee un SUVA254nm menor a 3 (Matilainen et al., 2011), lo que dificulta su remoción por procesos convencionales de potabilización.

Al comparar los tratamientos con PAC y sulfato de aluminio, tanto en los estadísticos descriptivos como en el diagrama de cajas y bigotes (figura 1) se encuentra que el hidroxicloruro de aluminio (PAC) presenta mayores remociones de COD que el sulfato de aluminio, siendo las dosis requeridas con el hidroxicloruro de aluminio

hasta veinte veces menores que con el sulfato de aluminio, por lo que, a pesar de ser un producto más costoso, es una alternativa atractiva.

Con los resultados del experimento 2 (figura 2), se encontró que la concentración de sulfato de aluminio para obtener la mayor remoción de color y turbiedad no coincide con la dosis para obtener la mayor remoción de COD. Este resultado concuerda con la literatura, ya que la dosis para remover el COD es mayor a la dosis para remover color y turbiedad (Matilainen et al., 2010).

Los resultados sugieren que el proceso de oxidación previo a la coagulación es una buena alternativa para la remoción de turbiedad, color aparente y COD (nivel de significancia < 0,05 en la prueba de mediana y Prueba U de Kruskal-Wallis) (Figura 3). Sin embargo, al comparar las remociones con oxidante y el tratamiento sin oxidación, se observó que la remoción de COD para la oxidación con dióxido de cloro no

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tuvo diferencias significativas entre pre-oxidar y no pre-oxidar (nivel de significancia > 0,05) en la prueba de medianas y de Mann-Whitney. En contraste, la oxidación con peróxido de hidrógeno mejoró la remoción de las tres variables de respuesta (turbiedad, color aparente y COD).

Entre los dos oxidantes, solo hubo diferencias significativas en la remoción de COD.

Al observar los valores de trihalometanos totales (cloroformo, bromodiclorometano, clorodibromometano y bromoformo) se encuentra que no superan los límites permisibles en Colombia (Resolución 2115/2007) y EE. UU. (a través de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU.-EPA), los cuales son 200 µg/L y de 80 µg/L, respectivamente.

El agua del embalse presenta más trihalometanos en comparación con el río, sin usar preoxidante. Cuando se usa preoxidante con el agua del embalse se destruyen los compuestos orgánicos formadores de trihalometanos, a diferencia del agua del río, donde los oxidantes favorecen la formación de compuestos orgánicos que forman halometanos. Con ambas fuentes de agua, el ClO2 tiene un mayor efecto positivo en comparación con el peróxido de hidrógeno, ya que con el agua del embalse disminuye mucho más la concentración de trihalometanos, y con el agua del río se incrementa menos la concentración de trihalometanos.

CONCLUSIONES La incorporación de la pre-oxidación con peróxido de hidrógeno en los procesos de potabilización es una alternativa viable para remover materia orgánica no húmica o hidrófila, la cual es difícil de remover por los procesos convencionales y es la principal responsable de la formación de los subproductos de desinfección con cloro. La materia orgánica formada por sustancias no húmicas se encuentra en el agua, principalmente procedente de descargas de aguas residuales a las fuentes de abastecimientos,

por lo que esta alternativa es más tentadora para las plantas de potabilización, que se abastecen de fuentes receptoras de grandes cantidades de contaminantes provenientes de vertimientos domésticos e industriales.

El dióxido de cloro tuvo un mayor efecto positivo en la disminución en la formación de trihalometanos.

La utilización de hidroxicloruro de aluminio (PAC) como agente coagulante implica mayores remociones de materia orgánica al contrastarlo con el sulfato de aluminio; sin embargo, también implica mayores costos de producción.

AGRADECIMIENTOSAl grupo GDCON de la Universidad de Antioquia y a la empresa Aguas de Rionegro, por la financiación de la tesis, mediante el convenio 01 de 2013.

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - 66•74 - DOI: 10.22507/pml.v11n2a6

Surface response method for the irrigation of salicornia in the Coquimbo region, Chile

Método de superfície de resposta para a otimização de condições de irrigação de salicornia na região de Coquimbo, Chile

Mauricio Castillo-Vergara**, Oscar Contreras-González***, David Gómez Schwartz****

Método de superficie de respuesta para la optimización de condiciones de riego de

salicornia en la region de Coquimbo, Chile*

* Artículo original. derivado de proyecto de investigación financiado por el Gobierno Regional de Coquimbo FIC-R Factibilidad Técnico-Económica de la producción de biodiesel a partir de Salicornia en la Región de Coquimbo. ** Magister en Gestión de Empresas, Ingeniero Civil Industrial, Académico-Investigador Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de La Serena, Chile. [email protected] *** Magister en Gestión de Empresas, Ingeniero Civil Industrial, Académico-Investigador Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de La Serena, Chile. **** Magister en Gestión de Empresas, Ingeniero Civil Industrial, Jefe de Proyectos Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de La Serena, Chile.

Autor para correspondencia: Mauricio Castillo-Vergara, email: [email protected]ículo recibido: 31/10/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENIntroducción. El 72 % de la superficie de Chile sufre de sequía en alguno de sus grados, afectando al 90 % de los habitantes. El 79,1 % del territorio, en tanto, tiene algún riesgo de degradación y el 21,7 % de sufrir desertificación, lo cual corresponde a 16.379.342 hectáreas. Objetivo. Optimizar el proceso de riego de la planta halófita Salicornia considerando agua salada y agua potable para establecer las condiciones que permitan el mejor desarrollo de esta especie en la zona de Puerto Aldea en la Región de Coquimbo, Chile. Materiales y Métodos. Se utilizó la metodología

superficie de respuesta (RSM) para establecer las condiciones óptimas para el crecimiento de la planta con las condiciones de riego y temperatura. Resultados. Se pudo establecer altos niveles de fibra de las especies analizadas, entre 38,2 y 45,84 g/100g, siendo la semilla quien presenta los niveles más altos. Se obtiene un mejor resultado con la tasa de riego igual a 750 cc salada y 250 cc dulce, donde se presentó una menor mortalidad de plantas (10 %) y mayor crecimiento. Conclusiones. El uso que tiene esta planta es diverso, considera no solo consumo humano, sino que otras industrias importantes también a nivel mundial, considerando los niveles

67Método de superficie de respuesta para la optimización de condiciones de riego de salicornia en la region de Coquimbo, Chile

de fibra y carbohidratos de la especie analizada se sugieren futuras investigaciones como desarrollo de forraje para animales, adicional a la factibilidad técnico económica de obtención de biodiesel.

Palabras clave: salicornia, optimización, crecimiento, riego, sustentabilidad.

RESUMENIntroduction. 72 % of Chile´s territory suffers from some degree of draught, affecting 90% of its inhabitants. 79,1 % of that territory, then, has some degradation risk and 21,7 % of it can become a desert, and this percentage corresponds to 16.379.342 hectares. Objective. Optimize the irrigation of salicornia plants, considering both salt and fresh water to establish the conditions for best developing this species with the right irrigation and temperature in the Puerto Aldea region in Coquimbo, Chile. Materials and methods. The surface response methodology was used to establish the optimal conditions for the plants´ growth with the right

irrigation and temperature. Results. High fiber levels could be established for the species analyzed, between 38,2 and 45,84 g/100g, and the highest levels are in the seeds. The best result is that with an irrigation of 750 cc of salt water and 250 cc of fresh water, as it had the lowest mortality of plants (10 %) and the highest growth rate. Conclusions. The usefulness of this plant is diverse, as not only is it good for human consumption but for other industries worldwide, considering its fiber and carbohydrates contents. Further research is suggested in areas such as animal forage development and the economic feasibility of obtaining biodiesel from it..

Key words: salicornia, optimization, growth, irrigation, sustainability.

RESUMOIntrodução. 72 % da superfície do Chile sofre de sequia em algum dos seus graus, afetando a 90 % dos habitantes. 79,1 % do território, em tanto, tem algum risco de degradação e 21,7 % de sofrer desertificação, o qual corresponde a 16.379.342 hectares. Objetivo. Otimizar o processo de irrigação da planta halófita Salicornia considerando água salgada e água potável para estabelecer as condições que permitam o melhor desenvolvimento desta espécie na zona de Puerto Aldea na Região de Coquimbo, Chile. Materiais e Métodos. Se utilizou a metodologia superfície de resposta (RSM) para estabelecer as condições ótimas para o crescimento da planta com as condições de irrigação e temperatura.

Resultados. Se pôde estabelecer altos níveis de fibra das espécies analisadas, entre 38,2 e 45,84 g/100g, sendo a semente quem apresenta os níveis mais altos. Se obteve um melhor resultado com a taxa de irrigação igual a 750 cc salgada e 250 cc doce, onde se apresentou uma menor mortalidade de plantas (10 %) e maior crescimento. Conclusões. O uso que tem esta planta é diverso, considera não só consumo humano, senão que outras indústrias importantes também a nível mundial, considerando os níveis de fibra e carboidratos da espécie analisada se sugerem futuras investigações como desenvolvimento de forragem para animais, adicional à factibilidade técnica económica de obtenção de biodiesel.

Palavras chave: salicornia, otimização, crescimento, irrigação, sustentabilidade.

INTRODUCCIÓNEl 72 % de la superficie de Chile sufre de sequía en alguno de sus grados, afectando al 90 % de los habitantes. El 79,1 % del territorio, en tanto, tiene algún riesgo de degradación y el 21,7 % de sufrir desertificación, lo cual corresponde a 16.379.342 hectáreas, con una población afectada

de 6.816.661 habitantes de 156 comunas, siendo la región de Coquimbo la más afectada (CONAF, 2016).

La Región de Coquimbo en Chile, posee limitantes de crecimiento debido a la disminución de la disponibilidad del recurso agua, que se presenta con proyecciones negativas al 2025,

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donde la disponibilidad de agua por m3 por persona al año alcanza los 1020 m3 para esta región (Ministerio de Obras Públicas, 2012). “Se prevé que las necesidades de agua para la producción de energía crezcan dos veces más rápido que la demanda de energía” (International Energy Agency, 2012), los recursos hídricos son de extrema importancia, ya que la sequía es uno de los principales retos que enfrenta el planeta a la luz del cambio climático (Castillo-Vergara et al., 2013).

Cerca del 50 % del total de los suelos irrigados en el mundo están afectados por la salinización y/o alcalinización, estas características promueven el crecimiento de las plantas halófitas, las cuales se conforman por una amplia gama de especies (alrededor de 3,000), abarcando desde zacates, arbustos y matorrales. Uno de los géneros que destaca se encuentra la Salicornia bigelovii, los estudios correspondientes a esta planta indican que es una halófita que pertenece a la familia Chenopodiaceae y que en estado adulto es altamente tolerante a la salinidad (Rueda Puente et al., 2011). De hecho, es una de las plantas con mayor tolerancia a la sal conocida actualmente por la ciencia (Park, Lee y Lee, 2001). Wang et al., (2013) han enfatizado la importancia de las propiedades de esta planta como posible fuente de grasas polisaturadas, como alimento funcional, así como planta medicinal. Por otra parte, han evaluado sus capacidades antioxidantes, antitumorales, entre otras propiedades. Por medio del estudio realizado por (Kadereit, 2007) se identificaron las unidades evolutivas de la Salicornia, cuyo fin consistía en entender los patrones de diversificación morfológica, e identificar las principales especies de este género. Entre los lugares de los que se obtuvo la muestra se consideraron; Escandinavia, Islas Británicas, Francia, Región Mediterránea, Península Ibérica, Italia, Turquía, Egipto, Siria, Irak, Medio Oriente, Siberia, Asia, China, América del Norte, África.

Salicornia bigelovii es una especie que completa su ciclo de vida en 205-250 días y las floraciones van de febrero a abril en el hemisferio sur. Se desarrolla bajo un amplio rango de temperaturas, que varían de 5 a 35° C aunque el rango óptimo

de temperatura máxima diaria es de 20° C al comienzo del ciclo y de 35 ° C al final. El rango óptimo de temperaturas mínimas diarias va de 5 a 27 ° C. S. bigelovii crece en las zonas donde la precipitación anual oscila entre 80 y 300 mm (Falasca, Ulberich y Acevedo, 2014).

La biomasa de las algas marinas se utiliza a menudo para la producción de ingredientes en cosméticos, esto pues, los ingredientes pueden tener alguna de las tres funciones principales; lo primero como aditivos que contribuyen a las propiedades organólepticas, en segundo lugar, que se utilizan en la estabilización y conservación del producto o, por último, que son compuestos bioactivos que cumplen una función real en la actividad cosmética (Bedoux et al., 2014). Un estudio realizado en la costa portuguesa a 18 macroalgas y los resultados apuntan al posible interés de la incorporación de los extractos de estas especies en productos alimenticios, preparados nutracéuticos y farmacéuticos para la salud humana, ya que puede suprimir la hiperglicemia e inhibir colinesterasas (Andrade et al., 2013).

Trabajar con halófitas ha demostrado que las plantas bien adaptadas pueden mantener altos rendimiento, incluidas aquellas que crecen con agua de mar, pero los problemas agronómicos, como el tamaño pequeño de la semilla, la maduración de la semilla irregular y la tendencia de las semillas para romperse, les han impedido ser ampliamente adaptadas para la producción de cultivo (Glenn et al., 2013). Chile tiene una extensa costa y gran parte de la zona costera es adecuada para el crecimiento de las algas. En el pasado, Chile ha sido uno de los mayores productores de alginato, agar y carragenina, todos los cuales se derivan de macroalgas. En Chile, el cultivo de macroalgas en gran medida se ha restringido a las algas rojas y más específicamente Gracilaria chilensis, debido a los métodos de cultivo relativamente simples que se han desarrollado (Aitken et al., 2014).

Este estudio es parte del proyecto “FIC-R Factibilidad Técnico-Económica de la producción de biodiesel a partir de Salicornia en la Región


de Coquimbo”, cuyo propósito final es analizar la factibilidad de producir biodiesel a partir de la salicornia. El objetivo de esta investigación es caracterizar la planta Salicornia y optimizar el proceso de riego considerando agua salada y agua potable para determinar el óptimo para extraer la mayor cantidad del aceite, para posteriormente hacer las pruebas de conversión a biodiesel.

MATERIALES Y MÉTODOSZona de estudio

Puerto Aldea es una localidad ubicada al sur de la Playa Grande de Tongoy, en la IV Región de Coquimbo. Tiene una población cercana a 300 personas, donde la principal y más importante ocupación es la pesca artesanal, en este sector se propaga de forma natural la planta Salicornia en el sector denominado Lagunillas. A fin de comparar comportamientos de la planta silvestre, se desarrolló además un cultivo propio para el análisis y estudio. El material biológico para la propagación (esquejes) se obtuvo de la zona de Lagunillas, coordenadas Latitud: -30.1011 Longitud: -71.3819, aproximadamente a 20 km. al suroeste de La Serena. El terreno experimental es de 5000 m2, en el sector de Puerto Aldea, Tongoy, en coordenadas 30°17′31″S 71°36′32″O / -30.29194, -71.60889. La zona presenta un clima semiárido, con temperaturas costeras homogéneas las que disminuyen hacia el interior, un promedio de precipitaciones de 100 mm anuales con un período seco de ocho a nueve meses.

Materia Prima

Las semillas de la misma población de la zona fueron sembradas en arena gruesa en cajas de madera de 1 m2 y 20 cm de altura. Las plantas se regaron durante 47 semanas después de la siembra.

Se extrajeron muestras de vaina con semillas, planta en crecimiento y semillas después de 12 semanas desde la siembra para el análisis proximal. Una vez extraídas las muestras fueron

dispuestas en cancha de secado al sol, por un periodo de 1 mes y 23 días, a temperatura ambiente promedio de 18°C, posteriormente las muestras fueron divididas en fragmentos más finos de 10 gramos, las que luego de pesar en una balanza analítica con error ± 0,01, fueron finalmente colocadas en papel filtro de 1.61 gramos pesados previamente. Todas las muestras fueron preparadas en triplicado. Se utilizaron tres perfiles de muestras de cultivo propio previamente homogeneizadas, los tres perfiles fueron Planta en Crecimiento, Vaina con Semillas y Semillas.

Riego

El método de regadío fue por riego tecnificado, aplicando goteros autocompensantes por planta, para asegurar la misma cantidad de agua por cada una, el riego se efectuó una vez a la semana/planta considerando 1.000 cc según lo recomendado por Rueda Puente et al. (2011), por las tardes cuando la temperatura desciende aproximadamente a las 20:00 hrs. Se establecieron tres tipos de mezclas de agua para riego, el primero considera una mezcla de 250 centímetros cúbicos (cc) de agua salada y 750 cc de agua dulce, el segundo considera 500 cc de agua salada y dulce respectivamente y el último considera 750 cc de agua salada y 250 cc de agua dulce.

Medición de Crecimiento

El crecimiento fue medido con regla convencional cada semana, y se registraba dicha medida en milímetros (mm) a 30 ejemplares, considerando 10 medidas para cada mezcla de agua de riego. La temperatura en °C fue obtenida desde el sitio electrónico www.meteored.cl para cada semana en estudio.

Análisis Proximal

El contenido de proteína cruda se determinó utilizando el método de Kjeldahl con un factor de conversión de 6,25. Se obtuvo el contenido de lípidos gravimétricamente después de la extracción Soxhlet, usando éter de petróleo (Merck, pa) como disolvente de acuerdo al

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método descrito en el método AOAC No. 920.39 (AOAC, 1990). El contenido de fibra en bruto se estimó por el método de Weende a través de una hidrólisis ácida / alcalina de residuos insolubles, como se describe en el método AOAC No. 962.09 (AOAC, 1990). El contenido de ceniza bruta se calculó mediante incineración en un horno de mufla (Felisa, FE-341, Jalisco, México) a 550 ° C. Todas las metodologías siguieron las recomendaciones de los Métodos Oficiales de Análisis (AOAC, 1990). El hidrato de carbono disponible se estimó por diferencia. El nivel de humedad se determinó mediante el método AOAC No. 934.06 (AOAC, 1990). Todas las mediciones se realizaron por triplicado.

Tratamiento de Datos

Las determinaciones del análisis proximal se realizaron por triplicado, se utilizó la herramienta STATGRAPHICS Centurion XVI 32-bit edition ®, aplicando un análisis de varianza (ANOVA). Las diferencias entre los valores medios se analizaron mediante la diferencia menos significativa (DMS) de prueba con un nivel de significación de α = 0,05 y un intervalo de

confianza del 95 % (P <0,05). Además, se utilizó la prueba de rango múltiple (MRT) incluido en el programa estadístico para demostrar la existencia de grupos homogéneos dentro de los parámetros humedad, ceniza, proteína, lípidos, fibra y carbohidratos totales.

Los datos experimentales para establecer el crecimiento, se analizaron aplicando la metodología superficie de respuesta (RSM) y un diseño experimental centrado frontal factorial de 3 niveles: 32 el cual estudiará los efectos de 2 factores (temperatura media semanal y relación agua salada) en 13 corridas, incluyendo 4 puntos centrales por bloque, con un nivel de significancia del 5 %, Para establecer el ajuste al modelo, se observan los coeficientes de determinación, la falta de ajuste y los gráficos de residuos.

RESULTADOSLa Tabla 1 muestra el análisis proximal a las tres muestras en estudio. Se observan diferencias significativas en Humedad, Ceniza, Proteina, Fibra Cruda y Carbohidratos.

Tabla 1. Análisis proximal de las muestras analizadas. Valores expresan las medias ± desviación estándar (n=3). Letras diferentes en el exponente de la misma fila

muestran que hay diferencias significativas (p-valor < 0,05)

Muestra Humedad [g/100g] Desv St. Ceniza

[g/100g] Desv St. Proteina [g/100g] Desv St.

Vaina con Semillas 5,4167 b 0,28 38,7067 a 4,72 11,1170 a 0,09

Planta en Crecimiento 4,5933 a 0,52 38,4667 a 5,13 7,2600 b 0,12

Semilla 3,8733 a 0,29 49,8867 b 4,18 6,7467 c 0,05

Muestra Lipidos [g/100g] Desv St. Fibra Cruda

[g/100g] Desv St. Carbohidratos [g/100g] Desv St.

Vaina con Semillas 10,0900 a 0,90 38,4267 a 0,64 34,6700 ab 4,91

Planta en Crecimiento 10,1767 a 0,81 41,9000 b 0,06 39,5033 b 4,63

Semilla 10,4033 a 1,10 45,4867 c 0,47 29,0900 a 4,00



Los resultados de la optimización de crecimiento considerando los tres tipos de mezclas de agua para riego y las temperaturas se presentan en la tabla 2, el Análisis de varianza de crecimiento divide la variabilidad de crecimiento en piezas separadas para cada uno de los efectos, entonces

prueba la significancia estadística de cada efecto comparando su cuadrado medio contra un estimado del error experimental. En este caso, 4 efectos tienen una valor-P menor que 0,05, indicando que son significativamente diferentes de cero con un nivel de confianza del 95,0 %.

Tabla 2. Análisis de Varianza para Crecimiento

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-PA:Agua 696,819 1 696,819 310,37 0B:temperatura 0,256267 1 0,256267 0,11 0,747AA 13,8624 1 13,8624 6,17 0,0475AB 73,2736 1 73,2736 32,64 0,0012BB 28,8643 1 28,8643 12,86 0,0116Error total 13,4707 6 2,24512 Total (corr.) 816,885 11


El estadístico R2 indica que el modelo, así ajustado, explica 98,35 % de la variabilidad en Crecimiento. El estadístico R2 ajustado, que es más adecuado para comparar modelos con diferente número de variables independientes, es 96,98 %. El error estándar del estimado muestra que la desviación estándar de los residuos es 1,50. El error medio absoluto (MAE) de 0,84 es el valor promedio de los residuos. El estadístico de Durbin-Watson (DW) prueba los residuos para determinar si hay alguna correlación significativa basada en el orden en que se presentan los datos en el archivo. Puesto que el valor-P es mayor que 5,0 %, no hay indicación de autocorrelación serial en los residuos con un nivel de significancia del 5,0 %.

El coeficiente de regresión para crecimiento se presenta a continuación (Ecuación 1), en donde

las variables están especificadas en sus unidades originales.

Crecimiento = -58,8208 + 0,0642121*Agua Salada + 5,5492*Temperatura + 0,00003648 * Agua Salada 2 – 0,00311273 * Agua Salada * Temperatura – 0,10876 * Temperatura2

(Ecuación 1)

Se presenta a continuación en la Tabla 3, la combinación de los niveles de los factores, la cual maximiza Crecimiento sobre la región indicada. El Valor Óptimo se obtiene con 750 cc y temperatura de 14,75°C, la representación gráfica se presenta en la Figura 1.

Tabla 3. Respuesta Optimización

Factor Bajo Alto ÓptimoAgua 250 750 750

Temperatura 13 24 14,75


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DISCUSIÓNEl estudio de Díaz, Benes y Grattan en 2013 en la parte occidental del Valle de San Joaquín en California, también encontró altos índices de ceniza para esta planta, es en la semilla donde se reportan los mayores niveles de ceniza.

La proteína presenta diferencias significativas en las tres muestras, los valores promedios son menores a los reportados en la especie analizada bajo condiciones de campo en el estudio de Rueda et al., (2005) realizado en México.

Destacables son los altos valores de fibra de las especies analizadas, los que varían entre 38,2 y 45,85 g/100g, muy por encima de los 5,3 % del estudio realizado por Glenn et al. (2013), en Puerto Peñasco, México. Se aprecian diferencias significativas en las muestras, y es la semilla la que posee los niveles más altos.

Los niveles más altos de carbohidratos se encuentran en la planta en crecimiento y en menor medida en la muestra semilla. En cuanto a los lípidos, no existen diferencias significativas en las muestras estudiadas, sin embargo, los valores son menores respecto a los analizados en la especie del estudio de Rueda et al. (2005).

A medida que disminuye la concentración de agua dulce, y la temperatura se torna alrededor de los 14°C, se obtiene un óptimo de crecimiento,

siendo la media de temperatura en la zona de estudio del orden de los 18°C. En el estudio realizado por Falasca et al. (2014) las condiciones de crecimiento señalan que no es adecuado el crecimiento para cultivo en zonas menores a los 20°C, y añade que las precipitaciones deben oscilar entre los 80 y 300 mm en la zona, esta variable no fue estudiada por encontrarse en sequia hidrológica la zona de estudio.

Katschnig, Broekman & Rozema en 2013, determinaron en su estudio realizado en los Países Bajos que el crecimiento aumentó en la S. dolichostachya cuando las concentraciones de sal aumentaron desde 50 a 300 mM NaCl y el crecimiento se redujo a mayor concentración de sal 500 mM NaCl.

CONCLUSIONESLos cultivos no convencionales son vistos como una alternativa para la agricultura en zonas de sequía, el uso de halófitos como cultivos comerciales puede impactar de manera importante en una sociedad. Se pudo establecer altos niveles de fibra de las especies analizadas, entre 38,2 y 45,84 g/100g, siendo la semilla quien presenta los niveles más altos.

Se obtuvo un mejor resultado con la tasa de riego igual a 750 cc salada y 250 cc dulce, donde

Figura 1. Superficie Respuesta Estimada.Fuente: elaborado por los autores


se presentó una menor mortalidad de plantas (10 %), si este resultado es comparado con la tasa de riego igual a 500 cc salada y 500 cc dulce obtuvo una tasa de mortalidad de 30% y la mezclas 250 cc salada y 750 cc dulce la mortalidad alcanzó un 70%.

Igualmente, se alcanza el óptimo de crecimiento con la mezcla de 750 cc de agua salada y 250 cc de agua dulce, para una temperatura de 14,75 °C, por lo cual se sugiere trabajar en un invernadero que permita mantener dicha temperatura para optimizar el crecimiento de la planta.

El uso que tiene esta planta es diverso, considera no solo consumo humano, sino otras industrias importantes a nivel mundial. Considerando los niveles de fibra y carbohidratos de la especie analizada se sugieren futuras investigaciones como desarrollo de forraje para animales, adicional a la factibilidad técnico económica de obtención de biodiesel.

AGRADECIMIENTOSEl proyecto fue financiado por el Gobierno Regional de Coquimbo a través de un Fondo de Innovación para la Competitividad (FIC) y ejecutado por la Universidad de La Serena suscrito al proyecto PMI 1401 “Eficiencia Energética y Sustentabilidad Ambiental”, los autores agradecen el apoyo financiero e institucional de ambas instituciones.

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Environmental projects and their influence on the educational enrichment in educative institutions with Corantioquia´s jurisdiction

Os projetos ambientais e sua incidência no enriquecimento educativo das instituições educativas da jurisdição de Corantioquia

Ángela María Bedoya Mejía**, Lina María Rendón López***, Luz Bibiana Moscoso Marín****

Los proyectos ambientales y su incidencia en el enriquecimiento educativo

de las instituciones educativas de la jurisdicción de Corantioquia*


* Artículo derivado de la investigación “Los proyectos ambientales escolares y su incidencia en el enriquecimiento de la educación de las instituciones educativas de los municipios de la jurisdicción de CORANTIOQUIA” en el marco del convenio Red PRAE N.° 1173 de 2013. Secretaría de educación. Gobernación de Antioquia, CORANTIOQUIA y Corporación Universitaria Lasallista. ** Máster en Planificación de Proyectos de Desarrollo Rural y Gestión. Docente Programa de Ingeniería Ambiental. Corporación Universitaria Lasallista. *** Magíster en Comunicaciones. Docente Programa de Comunicación y Periodismo. Corporación Universitaria Lasallista. **** Magíster en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente. Docente Programa de Ingeniería Ambiental. Corporación Universitaria Lasallista.

Autor para correspondencia: Lina María Rendón López, email: [email protected]ículo recibido: 6/10/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMEN Introducción. Los Proyectos Ambientales Escolares – PRAE – trabajan las problemáticas medioambientales de los entornos circundantes a las instituciones educativas en los que se desarrollan. Son una estrategia gubernamental creada para asegurar la inserción de la educación ambiental en el sistema educativo colombiano,

garantizando su presencia en los diseños y desarrollos curriculares. Objetivo. Identificar la incidencia de los proyectos Ambientales Escolares (PRAE) en el enriquecimiento de la educación de las instituciones educativas en los municipios de la jurisdicción de CORANTIOQUIA. Materiales y métodos. Apoyada en la revisión bibliográfica y la reflexión teórica mediada por la realización de encuestas, grupos focales


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y entrevistas a profundidad con representantes de las instituciones educativas, desarrollando entonces una metodología mixta de carácter exploratorio, con el uso de métodos cualitativos y cuantitativos. Resultados. La mayoría de las instituciones educativas están estructurando el PRAE con el fin de articularlo al Proyecto Educativo Institucional (PEI). Conclusión. Los entrevistados consideran que a través de este se

están resolviendo en muchas instituciones educativas problemas de contexto de manera transversal entre los diferentes espacios institucionales, y en este sentido el PRAE tiene una gran potencialidad para enriquecer los procesos educativos.

Palabras clave: educación, proyectos ambientales escolares, educación ambiental.

ABSTRACTIntroduction. School Environmental Projects (PRAE, for its acronym in Spanish) work against the environmental problems occurring in the surroundings of the educative institutions in which those projects are developed. These projects are a governmental initiative created to assure the insertion of environmental education in the Colombian educative system, guaranteeing its presence in the curricular designs and developments. Objective. Identify the influence of PRAE in the enrichment of education in the educative institutions located in towns within Corantioquia´s jurisdiction. Materials and methods. The research work was supported on a bibliographical revision and a theoretical reflection

mediated by surveys, focus groups and in-depth interviews with representatives of the educative institutions, developing a mixed methodology with an exploratory character with the use of quantitative and qualitative methods. Results. Most of the educative institutions are structuring PRAE in order to articulate them to the educative institutional Project (PEI, acronym in Spanish). Conclusion. The representatives surveyed consider that, this way, in many institutions context problems between institutional spaces are being solved transversally and, therefore, PRAES have a great potential for the enrichment of educative problems. Key words: education, school environmental projects, environmental education.

RESUMO Introdução. Os Projetos Ambientais Escolares – PRAE – trabalham as problemáticas meio-ambientais dos entornos circundantes às instituições educativas nos que se desenvolvem. É uma estratégia governamental criada para assegurar a inserção da educação ambiental no sistema educativo colombiano, garantindo sua presença nos desenhos e desenvolvimentos curriculares. Objetivo. Identificar a incidência dos projetos Ambientais Escolares (PRAE) no enriquecimento da educação das instituições educativas nos municípios da jurisdição de CORANTIOQUIA. Materiais e métodos. Apoiada na revisão bibliográfica e a reflexão teórica mediada pela realização de enquetes, grupos focais

e entrevistas a profundidade com representantes das instituições educativas, desenvolvendo então uma metodologia mista de carácter exploratório, com o uso de métodos qualitativos e quantitativos. Resultados. A maioria das instituições educativas estão estruturando o PRAE com o fim de articulá-lo ao Projeto Educativo Institucional (PEI). Conclusão. Os entrevistados consideram que através deste se estão resolvendo em muitas instituições educativas problemas de contexto de maneira transversal entre os diferentes espaços institucionais, e neste sentido o PRAE tem uma grande potencialidade para enriquecer os processos educativos.

Palavras chave: educação, projetos ambientais escolares, educação ambiental.

77Los proyectos ambientales y su incidencia en el enriquecimiento educativo de las instituciones educativas...

INTRODUCCIÓNLas condiciones ambientales en el mundo ha impulsado la realización de encuentros y cumbres internacionales, en las cuales se ha ido adquiriendo un conjunto de compromisos por parte de los Estados para redefinir sus políticas ambientales, entre las que se incluye el desarrollo de estrategias de educación ambiental, como instrumento clave para modificar sustancialmente la relación de la sociedad con la naturaleza (Medina y Paramo, 2014).

Son tres las cumbres más relevantes celebradas hasta ahora son: la primera denominada Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano, se celebró en Estocolmo en 1972; la segunda tuvo lugar en 1992 en Río de Janeiro, y se denominó Cumbre de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y el Desarrollo Sostenible, y la tercera se organizó en Johannesburgo en 2002, bajo el título Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible (Eschenhagen, 2007). En dichas cumbres se analizaron las problematicas más acuciantes del momento, y se fijaron y revisaron las prioridades de acción en función de estas.

En el campo de la educación ambiental se han desarrollado además tres grandes encuentros, tales como: la Conferencia Intergubernamental sobre Educación relativa al Medio Ambiente en Tbilissi (Georgia, exURSS) en 1977, el Congreso Internacional de Educación y Formación sobre el Medio Ambiente en Moscú (exURSS) en 1987 y la Conferencia Internacional sobre Medio Ambiente y Sociedad: Educación y sensibilización para la sostenibilidad celebrada en Thesaloniki (Grecia), en 1997 (Eschenhagen, 2007). En ellas se fijaron los lineamientos para el desarrollo de la educacióm ambiental y se fueron revisando los enfoques teóricos y estratégicos para la misma.

Colombia participó en las tres conferencias convocadas, cuyas resoluciones y propuestas de acción han venido incidiendo en las políticas internas de nuestro país. Por ello, la legislación ambiental colombiana tuvo un especial desarrollo a la luz de los tratados ambientales

internacionales, lo que ha dado como resultado la denominada estrategia de mejoramiento ambiental, reflejada en la Política Nacional de Educación Ambiental (PNEA).

Estos lineamientos fueron formulados por los Ministerios de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial y de Educación Nacional, y adoptados por el Consejo Nacional Ambiental en julio de 2002. En sus documentos se recogen los resultados de tres décadas de experiencias y aprendizajes acumulados por instituciones públicas de nivel nacional, regional y local, por comunidades urbanas y rurales y por organizaciones de la sociedad civil dedicadas a explorar el significado de la educación ambiental, así como la manera de llevarla a la práctica como instrumento esencial para una gestión ambiental participativa (Wilches-Chaux, 2008).

Las acciones que adelantó Colombia, a través del proceso de elaboración e implementación de la Política Nacional de Educación Ambiental (1992-2010), concentraron sus esfuerzos en la construcción de estrategias que profundizaran en el conocimiento de estas realidades (Carrasco, 2010; CORANTIOQUIA, 2010).

La PNEA define que la educación ambiental estará orientada a la formación de comunidades críticas y responsables hacia las problemáticas ambientales globales y nacionales, promoviendo espacios de reflexión e investigación que propendan a cambios en las maneras en que los seres humanos se relacionan con la naturaleza, es decir, a la transformación de prácticas y significados socioculturales que afectan la relación armónica entre estos.

Uno de los ejes vertebradores de la PNEA es la construcción de una cultura ambiental ética y responsable, respetuosa de la diversidad nacional y que incorpore una visión de territorio, para la sostenibilidad de los contextos naturales y sociales (Carrasco, 2010; CORANTIOQUIA, 2010). La construcción de asideros éticos en las jóvenes generaciones resulta clave para la consecución de una educación integral que propicie una ciudadanía dotada de un conjunto

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de valores y actitudes capaces de modificar sus conductas cotidianas hacia el bien común, supeditando al mismo, las conductas individuales. Esta concepción ética hunde sus raíces en los mismos orígenes de la filosofía, desde la vertiente de la justicia. Debe hablarse de justicia universal o lo que actualmente se denomina planetaria que, remontándonos a Aristóteles (Garcés y Giraldo, 2014) identifica, señalando que es:

Aquella que abarca todas las virtudes, y su ejercicio se ordena al bien del prójimo y de la comunidad; la justicia particular es la que atañe al reparto de los bienes y da lugar a lo suyo, al derecho de cada uno; se refiera a la distribución de bienes y cargas o a las relaciones entre particulares. (p. 74)

Para conseguir tan noble fin, es imprescindible el reconocimiento de los ecosistemas circundantes de las poblaciones, tarea en la que juega un papel relevante la educación ambiental (Carrasco, 2010; CORANTIOQUIA, 2010).

Entre las estrategias que propone la PNEA para lograr una educación integral y crítica, se encuentra la construcción de Proyectos Ambientales Escolares (PRAE), que promuevan procesos de formación sobre el territorio y desarrollen la investigación, el análisis y la comprensión de las necesidades y/o potencialidades de dichos proyectos. En los PRAE, la educación ambiental debe ser considerada como un proceso que le permita al individuo comprender las relaciones de interdependencia con su entorno, a partir del conocimiento reflexivo y crítico de su realidad biofísica, social, política, económica y cultural para que, desde la apropiación de la realidad concreta, se puedan generar en él y en su comunidad actitudes de valoración y respeto por el ambiente (Hoyos, 2007).

Los procesos de difusión pública dentro de las instituciones educativas y desde estas hacia el público en general han de jugar un papel importante en la promoción de este conocimiento reflexivo y crítico.

La comunicación (y más aún, la educomunicación) no ha de ser solo un

instrumento de información, sino que ha de convertirse en herramienta de formación y construcción dialógica, que debe empoderar a la comunidad educativa de conceptos, acciones y herramientas que les permita expresar ideas, construir significantes y deconstruir su realidad para consolidar transformaciones frente a problemáticas específicas, como las ambientales (Arias, Estrada y Rendón, 2015, 114).

Otro fenómeno a tener en cuenta en la contextualización que presentamos, es la expedición de la Ley 99 de 1993, por la que se crearon las Corporaciones Autónomas Regionales como entes corporativos de carácter público, integrados por las entidades territoriales que por sus características constituyen geográficamente un mismo ecosistema o conforman una unidad geopolítica, biogeográfica o hidrogeográfica, dotados de autonomía administrativa y financiera, patrimonio propio y personería jurídica, encargados por la Ley de administrar, dentro del área de su jurisdicción, el medio ambiente y los recursos naturales renovables y propender por su desarrollo sostenible, de conformidad con las disposiciones legales y las políticas del Ministerio del Medio Ambiente (Congreso de la República de Colombia, 1993).

PRAE y Corporaciones Autónomas Regionales son los dos vértices sobre los que se han venido desarrollando iniciativas de educación ambiental escolar y comunitaria, desde el establecimiento de un diálogo que favorezca el análisis de los temas del medio ambiente desde diferentes ángulos y dimensiones (Sauvé, 2010).

La adopción de decisiones clave para el desarrollo de la educación ambiental, tales como la interdisciplinariedad, la generación de nuevas formas de relación individual y colectiva con el medio ambiente, la construcción permanente de escalas de valores (tolerancia, respeto de la diferencia, convivencia pacífica, participación) y el fomento de una relación escuela-comunidad que permita generar procesos de transformación con una incidencia sobre el desarrollo individual y comunitario, ha de contribuir a movilizar a


los actores implicados en los proyectos de educación ambiental (Boutet, 2010).

No puede olvidarse que la realidad actual, tal como señala Arboleda (2015):

Está constituida por patrones de interconexión y de interrelaciones, en su naturaleza compleja y no lineal, es una realidad que se presenta como continua o discontinua, animada o inanimada, estable o inestable, revelando, así su naturaleza multidimensional constituida por diferentes niveles de realidad (p. 208).

Por tal motivo, la educación ambiental ha de inspirarse en una visión ecosistémica y por tanto, interconectada de las realidades naturales y urbanas. Ello le ha de conferir una visión holística que ha de reflejarse en las propuestas curriculares, realizando análisis de las problemáticas ambientales desde las diversas perspectivas que confluyen en ella.

MATERIALES Y MÉTODOS

La propuesta pedagógica para el desarrollo de procesos de educación ambiental diseñada y desarrollada en la Corporación Autónoma Regional del centro de Antioquia –CORANTIOQUIA- se ha enfocado para generar procesos constructivos, investigativos y dialógicos, vinculados a la reflexión crítica y a la consecución de aprendizajes significativos, que propicien el desarrollo de competencias básicas relacionadas con el saber ser y el saber hacer, en un contexto determinado. También se pretenden promover procesos de convivencia y participación que generen y proyecten una cultura ambiental a la ciudadanía. Igualmente se desea desarrollar cierta vinculación emocional de los sujetos participantes con el territorio que impulse, junto a la concienciación conseguida, la adopción de compromisos éticos, estéticos, científicos, técnicos y sociales, que se traduzcan en actitudes y conductas referidas a la valoración, protección y defensa del patrimonio natural, social y cultural (CORANTIOQUIA, 2009).

Para conseguir tales metas, se desarrolló una investigación que respondiera a la pregunta: ¿De qué manera los Proyectos Ambientales Escolares (PRAE) enriquecen el acervo educativo de las instituciones participantes? Ello ha de permitir determinar como la aplicación práctica de los contenidos, procesos, estrategias y metodologías de los PRAE, desde una vertiente reflexiva, participativa y contextual, influyen positivamente en las realidades sociales, ambientales, culturales y económicas de cada territorio, desde el enriquecimiento educativo que promueven.

Como vértices de la investigación se fijaron: la revisión bibliográfica como fórmula para enriquecer la reflexión teórica, y la realización de encuestas, grupos focales y entrevistas en profundidad con los representantes de las instituciones educativas de la jurisdicción CORANTIOQUIA, como estrategias de recogida de datos. Tales decisiones permitieron vertebrar una metodología mixta de carácter exploratorio, con el uso de métodos cualitativos y cuantitativos (Pérez, 1994, Vega-Malagón y otros, 2014).

Todo ello se enmarca en la necesidad de profundizar dentro de las instituciones educativas el trabajo con los PRAE en una cultura de la evaluación tanto de los aprendizajes como de las actitudes y valores que promueven los cambios de conducta necesarios para asumir compromisos de sostenibilidad y mejora ambiental.

En este sentido, pensamos con Escobar (2007) que:

Las relaciones de la evaluación aprendizajes con los demás componentes del proceso de enseñanza aprendizaje y de los elementos que integran el acto evaluativo pone en evidencia que los resultados evaluativos no dependen solo del sujeto del aprendizaje, es decir, del estudiante, sino que dan cuenta de un entramado de relaciones y fenómenos humanos que suceden en el aula (p. 53).

Lo que es aplicable en nuestro caso a los fenómenos que desencadenan las dinámicas

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pedagógicas de los PRAE. Ello justifica la importancia de investigar en profundidad la calidad de los procesos y estrategias de evaluación que se han diseñado y desarrollado en los mismos.

Diseño y aplicación de herramientas

En este contexto, se diseñaron y aplicaron instrumentos de recolección de información primaria con miembros relevantes de la comunidad educativa de cada institución participante, tarea que se realizó mediante la aplicación de encuestas, grupos focales y entrevistas a profundidad.

Recolección de datos

La recolección de la información se realizó a través de los instrumentos previamente descritos de la siguiente manera:

Encuestas: se aplicaron cuestionarios anónimos prediseñados específicamente para estudiantes y docentes de las diferentes instituciones educativas de las territoriales Zenufaná, Tahamíes, Hevéxicos, Citará y Panzenú de la jurisdicción de CORANTIOQUIA, con preguntas de selección múltiple, acerca del grado de divulgación de los proyectos PRAE y la capacidad de comunicación que tienen los medios usados en las instituciones educativas, y de esta manera fortalecer la calidad educativa de las mismas.

Grupos focales: se conformaron grupos de reunión, discusión y reflexión, en los que se caracterizó la comunidad participante, con base en la territorialidad, rol dentro de la comunidad educativa y sexo, y se plantearon temas específicos sobre la incidencia de los PRAE en la calidad de la educación de las instituciones educativas, recogiendo el testimonio de cada uno de los participantes. Dichos grupos fueron estructurados en las territoriales Cartama, Citará y Zenufaná de la jurisdicción de CORANTIOQUIA.

Entrevistas: se eligió en cada institución educativa de las territoriales Panzenú, Hevéxicos, Citará, Tahamíes y Zenufaná, de la jurisdicción de

CORANTIOQUIA, un grupo conformado por estudiantes y docentes, que pertenecieran al equipo dinamizador de los PRAE, y se aplicó una entrevista basada en un protocolo previamente diseñado.

Toda esta información fue sistematizada y almacenada en bases de datos para su posterior análisis.

Análisis e interpretación de los datos

La información recogida a través de los instrumentos diseñados y almacenada en bases de datos fue organizada y categorizada, dependiendo de la necesidad de análisis. Algunos datos permitieron la tabulación, la ponderación y el análisis gráfico; otros, por su parte, debieron analizarse a través de la lectura comprensiva de los testimonios de los sujetos participantes.

RESULTADOSPara analizar el aporte del PRAE al enriquecimiento educativo se decidió estudiar los hallazgos encontrados en referencia a las categorías: participación en actividades del PRAE, relación PRAE y PEI (Proyecto Educativo Institucional, relación PRAE y contexto (o PRAE y ecosistemas circundantes), y finalmente, PRAE y desarrollo de competencias ciudadanas (Figuras 1-5).

La encuesta se aplicó a 51 docentes y a 482 estudiantes de las distintas instituciones educativas que participan en el proyecto PRAE en la jurisdicción CORANTIOQUIA.

• Participación de los sujetos y mejora de comportamientos socio-ambientales

Al analizar las respuestas a la encuesta aplicada a los actores del proceso, se observa que los estudiantes afirman tener un menor grado de participación en las acciones realizas por la institución educativa para mejorar el medio ambiente que sus profesores, quienes, según ellos consideran, que sí participan en estas


actividades. Esto supone en los estudiantes un menor grado de asimilación o apropiación de las estrategias, contenidos y temáticas abordadas desde el PRAE.

En cuanto a la relación entre la participación en el PRAE y el mejoramiento de los comportamientos y hábitos socio-ambientales, el 79 % de los docentes encuestados y el 60 % de los estudiantes afirman que el PRAE ha incidido bastante en este cambio.

El reciclaje, el agua y la contaminación son los tres temas que más modificaciones de comportamiento han generado en los docentes. Es de resaltar que, a diferencia de los docentes, para el 93 % de los estudiantes el proyecto ambiental escolar ha

mejorado la convivencia en la institución. De igual forma, se resalta la conciencia sobre el cuidado personal y el consumo racional que expresó la gran mayoría de los estudiantes entrevistados.

Con la intención de conocer las estrategias pedagógicas en las que se socializan y trabajan las temáticas ambientales, se indagó entre los docentes por estos espacios pedagógicos, y se encontró que los talleres (69 %), las clases (51 %), los días conmemorativos (59 %) y los actos cívicos (75 %) son los espacios que más propician la reflexión en temas ambientales, mientras que las excursiones (2 %), las visitas (14 %) y las presentaciones artísticas (18 %) son las de menor incidencia.

Figura 1. Grado de participación en acciones realizadas para mejorar el medio ambiente

Fuente: elaborada por las autoras

Figura 2. Grado de mejoramiento de los comportamientos socio-ambientales de los estudiantes, gracias a la participación en el PRAE


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Figura 3. Grado de mejoramiento de los comportamientos socio-ambientales de los docentes, gracias a la participación en el PRAE


Figura 4. Temas del PRAE en los que se han mejorado los comportamientos socio-ambientales

Fuente: elaborada por las autares

Figura 5. Espacios pedagógicos en los que se socializan temáticas ambientales



• Relación PRAE-PEI

Sobre la articulación del PRAE con el PEI se realizaron tres grupos focales, uno en cada territorial de CORANTIOQUIA. En estas sesiones participaron representantes de 18 instituciones educativas.

Puede decirse que los PRAE están articulados a los PEI de la institución y solo en pocos casos se trabajan como proyectos independientes, según las afirmaciones y percepciones de los docentes en los grupos focales.

En la mayoría de las instituciones educativas no se tiene evidencia de la articulación al PEI; pero, se han desarrollado proyectos dirigidos a articularlos, aunque no se han obtenido resultados exitosos debido a la falta de mayor compromiso por parte de directivos y otros docentes.

En la mayoría de instituciones educativas están estructurando el PRAE con el fin de articularlo al PEI y en muy pocos casos los docentes afirman que el PRAE ha aportado a la restructuración del PEI, como se evidencia en la siguiente reflexión: “Desde todas las esferas cuando comenzó a coger fuerza el proyecto, se hizo una reconstrucción del PEI y ahí se metió lo de ambiental, se puede decir que es el proyecto bandera de la institución”.

En la mayoría de las instituciones educativas los docentes hacen referencia al PRAE como proyecto transversal de la institución, y por esto tiene una relación directa con el PEI. Sólo en pocos casos los docentes relacionan al PRAE con la misión, la visión y todo lo del PEI, en general.

• El PRAE y los ecosistemas circundantes

En cuanto a los ecosistemas estratégicos, las encuestas arrojaron que un 49 % de los docentes creen que el PRAE trabaja de forma directa los problemas ecológicos del entorno circundante.

Esto lo reafirma un profesor entrevistado en el grupo focal: “Salgar tiene dos ecosistemas estratégicos; el Cerro Plateado que tiene límites con el departamento del Chocó y el otro es la Cuenca Hidrográfica Liboriana-Barroso. Nosotros básicamente trabajamos esos dos ecosistemas, sobre todo la cuenca hidrográfica que se ha visto muy afectada por el manejo inadecuado que hubo en su momento de las basuras”.

Se puede inferir que la contaminación es uno de los principales problemas del entorno circundante de las instituciones educativas, como se evidencia en las respuestas obtenidas a la siguiente pregunta: “A lo largo de tu trayectoria formativa en esta institución, ¿cuáles de los siguientes temas ambientales se han trabajado?” (tabla 1).

Tabla 1. Temas ambientales que se trabajan en las instituciones educativas

Agua 38 (75 %)Conservación 31 (61 %)Contaminación 42 (82 %)

Reciclaje 44 (86 %)Residuos 35 (69 %)


Con lo anterior se evidencia que en las instituciones educativas aún no se concibe el ambiente como una visión holística y no se fortalecen otros temas de incidencia como el social y el económico, y por eso muchos de los PRAE se siguen enfocando a la parte natural y se desconocen las acciones que pueden incidir en el enriquecimiento de la educación.

Sólo algunos docentes relacionan el tema ambiental como un todo, tal como refiere una profesora de la territorial Cartama, L.M.Gómez:

El referente es esa parte hídrica, que también incluye lo social, lo económico, cultural, educativo, porque la idea no es solo partir del agua porque si está, el agua trae varios asuntos desde lo

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económico, lo ambiental se están talando árboles, desde lo social, lo cultural implica todo.

Queda claro, entonces, que los hídricos son tal vez los recursos de mayor incidencia en la mayoría de las instituciones educativas, puesto que reflexiones como la siguiente se repetían en los grupos focales y en las entrevistas: “Los ecosistemas estratégicos son hídricos y las fuentes hídricas porque se adoptó una quebrada que queda cerca a la I. E. a la que se le hace mantenimiento por ahí cada 4 o 5 meses”.

El PRAE y el desarrollo de competencias ciudadanas

Coinciden docentes y estudiantes en que el PRAE permite mejorar los procesos de convivencia, trabajo en equipo y liderazgo.

Los docentes coinciden, afirmando que, gracias al PRAE, los estudiantes adquieren mayor conocimiento científico y generación de conciencia ambiental desde la visión holística (en lo social y en lo natural) y mejoran sus hábitos personales como el cuidado de sí mismos. Se destaca que los estilos de vida (35 %), la alimentación saludable (20 %) y la salud (22 %), entre otros, son temas que están emergiendo en las temáticas de los PRAE y se impulsan desde las instituciones educativas para mejorar hábitos de vida.

Los estudiantes manifiestan que gracias a diversos proyectos apoyados por CORANTIOQUIA han adquirido más conocimiento y mayor generación de conciencia. Los estudiantes adquieren hábitos de participación activa y han mejorado hábitos alimenticios en las instituciones educativas que tienen la línea de consumo consciente dentro de su PRAE.

En las entrevistas, los estudiantes manifestaron la incidencia de los PRAE en la formación de liderazgo, el trabajo en equipo y la convivencia, como se confirma en las siguientes expresiones:

“EL PRAE enriquece mi forma de pensar y me hace conocer la problemática del entorno en

el cual me muevo y genera en mí capacidad de liderazgo”. O “he aprendido a trabajar en equipo y se ven los cambios. Siento que soy líder porque todo parte de ahí y si hay un líder el resto actúa”.

Se evidenció la necesidad de ampliar el trabajo del PRAE a otros miembros de la comunidad académica, como lo afirma una docente: “el trabajo del PRAE no se extiende hasta los hogares, no hay trabajo con los padres de familia”.

DISCUSIÓNLos resultados generales de la percepción que tienen los diferentes actores de los proyectos ambientales escolares están dirigidos principalmente a la intervención que ellos desde sus aulas de clase pueden hacer sobre los sistemas naturales convencionales, es decir, campañas para el cuidado del agua, el ornato y la disposición de los residuos generados en recipientes dispuestos en las instituciones para ello.

Sin embargo, se evidencia, con cierta inquietud, que estos no trascienden a otros escenarios y que, inclusive, los elementos de intervención que se proponen poco o nada tienen que ver con una lectura de contexto seria y particular para la institución educativa.

Aún falta observar el entorno más allá de los elementos naturales que lo componen, sin decir que estos deben perder importancia. Más bien, se propone el refuerzo a la categoría de los mismos, cuando se comienzan a ver desde una mirada holística, donde no solo se tiene en cuenta el recurso natural como tal, sino que se abre la posibilidad de relacionarlo con otros elementos que en el contexto lo afectan, ya sea positiva o negativamente, con criterios como la calidad, disponibilidad y cantidad de este recurso.

Es importante mencionar que los recursos como tal no se encuentran de manera individual en la naturaleza, sino que siempre la presencia de uno afecta a otros; sus procesos están relacionados entre sí, y el fin al que se someta


uno, inevitablemente, estará incidiendo en otros tantos.

Es por esto que los proyectos ambientales escolares deberán apuntar a articular todos los recursos que tenga el entorno de la institución educativa, actuando como un todo para encontrar todas las potenciales acciones que ellos, con su implementación, le pueden ofrecer al enriquecimiento de los procesos sociales, culturales y académicos de la institución educativa.

Es preciso que los dinamizadores de los proyectos ambientales escolares conozcan las políticas ambientales y sociales que confluyen en ellos y que, de una manera local, con acciones puntuales y estratégicas pueden generar cambios que, en red, afectarán inevitablemente los recursos y su entorno al nivel global.

Se requiere mayor reconocimiento de políticas y el refuerzo de elementos conceptuales que ayuden a garantizar el crecimiento institucional desde el enriquecimiento de sus valores sociales y culturales, permitiendo que este tipo de proyectos se inserten en el aula de clase y permeen lo académico, que se identifique que es posible desde la transformación del entorno aportar al mejoramiento de las condiciones ambientales del planeta, y cambiar visiones, percepciones y formas de relacionamiento de los niños y jóvenes con el medio.

CONCLUSIONESLa sensación de la existencia de mayor implicación de los profesores en las actividades del PRAE frente a la moderada implicación de los estudiantes en las mismas induce a indagar en las causas de esta diferencia motivacional para corregirla.

Es esperanzador comprobar la influencia declarada de que el PRAE ha promovido una mejora sustancial de los comportamientos y hábitos socio-ambientales en el alumnado y profesorado participante.

Las actividades desarrolladas en los talleres, las clases, los días conmemorativos y los actos cívicos han sido cruciales para incentivar la reflexión crítica sobre las problemáticas ambientales, siendo este proceso de gran valor en el despertar de nuevas actitudes conservacionistas, que poco a poco se traducirán en un mejoramiento de los hábitos de preservación y mejora del medioambiente.

Por ello, los docentes subrayan que gracias al PRAE, los estudiantes han adquirido un mayor grado de conocimiento científico sobre los temas del ambiente circundante, mejorándose su concienciación ambiental desde una perspectiva ecosistémica. Por ello, el colectivo de profesorado participante ha observado ciertos indicadores de mejora de los estilos de vida, que ahora están mas orientados hacia el respeto ambiental, así como a la corrección de ciertos hábitos que se van traduciendo en una alimentación más saludable y en una vida más sana y ordenada, logros sin duda significativos alcanzados por un importante sector del alumnado participante.

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Laudato sí… bioethics to take care of the common home: mediation between ecology and ecotheology

Laudato si… uma bioética pelo cuidado da casa comum: uma mediação entre a ecologia e a ecoteologia

Hoy «cualquier cosa que sea frágil, como el medio ambiente, queda indefensa ante los intereses del mercado divinizado, convertidos en regla absoluta» (Papa Francisco, 2015, n.56).

Fernando Antonio Zapata Muriel **

Laudato sí… una bioética por el cuidado de la casa común: una mediación entre

la ecología y la ecoteología*

*Artículo original presentado en mesa temática del Congreso Iberoamericano de Bioética, realizado en UPB Medellín-Colombia, agosto 17-19 de 2016 . ** Doctor en Teología doble titulación canónica y civil en la UPB Medellín (2014); Psicólogo (USB 2001) y magíster en Psicología (USB, 2010), docente-capellán en la Corporación Universitaria Lasallista, proyecto GIES, Facultad de Ciencias Sociales.

Autor para correspondencia: Fernando Antonio Zapata Muriel, correo: [email protected]; [email protected]. Artículo recibido: 30/09/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016

RESUMENIntroducción. Laudato sí es una relectura del cántico de las creaturas de Francisco de Asís, y es, además, un grito de auxilio del Papa Francisco en nombre de la Iglesia, un grito a Dios y al hombre posmoderno a que cuide, proteja y haga un buen uso de los recursos de la madre Tierra. Objetivo. Realizar una hermenéutica

argumentativa y dialógica sobre la encíclica Laudato si, del Papa Francisco, como una mediación entre la ecología y la ecoteología, en pro del cuidado del planeta. Materiales y método. Dicho estudio se hará guiado por el método hermenéutico, y con la ayuda “del ver-juzgar-actuar, propuesto por J. Cardijn, como método teológico-pastoral. Resultado. Todo está conectado. El cosmos, así como el ser humano


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - F. A. Zapata Muriel - 87•101

son realidades holistas, que han de estudiarse como red de sistemas interconectados e interdependientes, en pro del cuidado de la oikia común, la naturaleza que ha sido encomendada al hombre como cuidador, cultivador y transformador. Conclusiones. Para salvaguardar el medio ambiente, la creación, el Papa hace algunas propuestas, entre las que destaca que

toda ecología ha de propender por ser una ecología integral (¿ecoteología?) que incluya lo cultural, lo espiritual y lo axiológico, la justicia y caridad como valores cardinales.

Palabras clave: Laudato si, ecología, medio ambiente. axiología.

ABSTRACTIntroduction. Laudato si is a re-reading of Francis of Assisis´ Canticle of Creatures and also is a cry for help from Pope Francis on behalf of the Church, a cry to God and to postmodern men, asking for the care and the good use of mother Hearth´s resources. Objective. Make an argumentative and dialogic hermeneutical study about Pope Francis´ Laudato si encyclical as mediation between ecology and ecotheology for the benefit of the care of the planet. Materials and method. Such study will be made taking the hermeneutical method as a guide, and with the help of J. Cardijn´s “see, judge, act” as a theological-pastoral method. Result. Everything is

connected. Cosmos and human beings are all hollistic realities that must be studied as an inter-connected and inter- depending systems´ network, in order to take care of the common oikia, the nature that has been given to mankind as care takers, cultivators and transformers.Conclusions. To keep the environment –the Creation- Pope Francis proposes some initiatives, among which we remark that every ecological endeavor must be addressed to an integral ecology (ecotheology?) that includes culture, spirituality, axiology, charity and justice as cardinal values.

Key words: Laudato si, ecology, environment, axiology.

RESUMOIntrodução. Laudato si ´é uma releitura do cântico das criaturas de Francisco de Assis, e é, ademais, um grito de auxílio do Papa Francisco em nome da Igreja, um grito a Deus e ao homem pós-moderno a que cuide, proteja e faça um bom uso dos recursos da Mãe Terra. Objetivo. Realizar uma hermenêutica argumentativa e dialógica sobre a encíclica Laudato si, do Papa Francisco, como uma mediação entre a ecologia e a ecoteologia, em pró do cuidado do planeta. Materiais e método. Dito estudo se fará guiado pelo método hermenêutico, e com a ajuda “do ver-julgar-atuar, proposto por J. Cardijn, como

método teológico-pastoral. Resultado. Todo está conectado. O cosmos, assim como o ser humano são realidades holistas, que hão de estudar-se como rede de sistemas interconectados e interdependentes, em pró do cuidado da oikia comum, a natureza que há sido encomendada ao homem como cuidador, cultivador e transformador. Conclusões. Para salvaguardar o meio ambiente, a criação, o Papa faz algumas propostas, entre as que destaca que toda ecologia há de propender por ser uma ecologia integral (ecoteologia?) que inclua o cultural, o espiritual e o axiológico, a justiça e caridade como valores cardinais.

Palavras chave: laudato, ecologia, meio ambiente, axiologia.

89Laudato sí… una bioética por el cuidado de la casa común: una mediación entre la ecología y la ecoteología

INTRODUCCIÓNLaudato sí es una relectura del cantico de las creaturas de Francisco de Asís, una propuesta ecoteólogica, un grito de auxilio del Papa Francisco a Dios y al hombre posmoderno a que cuide de esta, su casa común.

Con este artículo se pretende realizar una hermenéutica argumentativa y dialógica sobre esta encíclica del Papa Francisco, que media entre la ecología y la ecoteología, en pro del cuidado del planeta.

Dicho estudio se hará guiado por el método hermenéutico, y con la ayuda “del ver-juzgar-actuar como método teológico-pastoral. Propuesto por J. Cardijn, este se remonta al método de revisión de vida, surgido en el seno de las propuestas pastorales de la Juventud Obrera Católica (JOC) que animaba el P. Joseph Cardijn en la década de los treinta del siglo XX” y se retomó luego en la revisión de vida en ámbitos latinoamericanos (Biord, 2004).

El Papa Francisco inspira esta novedosa encíclica como también su pontificado en su onomástico Francisco de Asís; su estilo de vida cautiva por su sencillez, su amor y su alegría, por su horizontalidad en la relación con todos los seres de este planeta, desde el Sol, la Luna, el agua, el lobo, el árbol, la muerte y el ser humano; todos ellos eran sus hermanos, bajo el cuidado y la protección de una única madre: la Tierra. Él mismo ratifica:

Creo que Francisco de Asís es el ejemplo por ex celencia del cuidado de lo que es débil y de una ecología integral, vivida con alegría y autenticidad. Es el santo patrono de todos los que estudian y trabajan en torno a la ecología, amado también por muchos que no son cristianos. Él manifestó una atención particular hacia la creación de Dios y hacia los más pobres y abandonados. Amaba y era amado por su alegría, su entrega generosa, su corazón universal. Era un místico y un peregrino que vivía con simplicidad y en una maravillosa

armonía con Dios, con los otros, con la naturale za y consigo mismo (Papa Francisco, 2015, n.12).

Hoy el asunto ecológico es, no solo complejo sino, además, delicado. Científicos, líderes políticos y religiosos han llamado la atención sobre el tema; asimismo, diversos campos del conocimiento y, en ellos, investigadores y pensadores, expresan su preocupación por esto.

Este “Hoy” (con mayúscula) tiene un sentido no tanto cronológico, como sí teológico; es por ello, un Kairos, o tiempo de gracia; es el “Hoy”, que hemos de aprovechar para salvar el planeta, la oikia o casa de la humanidad y de todos los seres que la habitan.

Entran en juego acá la fe y la razón, la ciencia y la religión, la ciencia y el humanismo, la biología y la bioética. “La fe y la razón, afirmaba Juan Pablo II (1998, 1) son como las dos alas con las cuales el espíritu humano se eleva hacia la contemplación de la verdad. En este sentido el Papa Francisco (2015, n.62) añade:

No ignoro que, en el campo de la política y del pensamiento, algu nos rechazan con fuerza la idea de un Creador, o la consideran irrelevante, hasta el punto de relegar al ámbito de lo irracional la riqueza que las reli giones pueden ofrecer para una ecología integral y para un desarrollo pleno de la humanidad…; sin embar go, la ciencia y la religión, que aportan diferentes aproximaciones a la realidad, pueden entrar en un diálogo intenso y productivo para ambas.

Por ello es importante promover, en una dinámica inter y transdisciplinaria, que ciencia y religión indaguen y trabajen en pro de suscitar una ecología integral, que dé el puesto adecuado al hombre, y evite todo antropocentrismo y biologicismo.

Para lograr tal fin, es importante operar conceptos como bioética ambiental, ecología y ecoteología. Téngase en cuenta que la bioética

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surge en Wisconsin, Estados Unidos, con Van Rensselaer Potter (1971), quien tiene como mayor inquietud la preocupación ecológica ya avizorada por J. Leopold (2005) en la segunda mitad del siglo XX y por el mismo H. Jonas (1995), con principio de responsabilidad en 1970. Desde Potter, la rama ambiental y la rama biomédica serán la principal preocupación de la bioética.

La bioética ambiental es concebida como el análisis del impacto de las biotecnologías en el medio ambiente. Puleo (2011) argumenta que la ética ambiental piensa al ser humano en relación con su medio ambiente, entendido como el escenario en donde los humanos podemos seguir creciendo en un “desarrollo sostenible” a condición de que economicemos los recursos no renovables.

Leopold (2005), en su Ética de la tierra, enseña la centralidad que la responsabilidad humana tiene en el universo del valor. Todos los seres vivos son valiosos, pero solo el humano es responsable de sus actos y, por ende, de los valores. “Lo quieras o no eres un rey –afirma Leopold recordando la novela de Robinson Crusoe– pues, al marcharte dejas el mundo diferente de como era antes; dejas tu huella en la Tierra”.

Asímismo, Jonas (1995) en su obra cumbre El principio de responsabilidad pide que se preserve la condición de existencia de la humanidad y muestra la vulnerabilidad que la acción humana suscita ante la fragilidad natural de la vida. El interés del hombre ha de identificarse con el de otros seres vivos de la Naturaleza; ella es nuestra oikia (casa) común.

De Siqueira (2009, p. 175), al comentar a Jonas, afirma que “el ser humano requiere contestar con su propio ser a una noción más amplia y radical de la responsabilidad que es la referente a la naturaleza humana y extrahumana”.

La ética ambiental defiende a seres individuales, nunca a un ecosistema, pues solo los individuos tienen la capacidad de sentir y de ser fines en

sí mismos. Según lo afirma Taylor (1998): “en último término es el bien (o el bienestar, la salud) de los organismos individuales, considerados como entidades que tienen valor inherente, lo que determina nuestras relaciones morales con las bio-comunidades silvestres de la Tierra”.

Por su parte, la ecología es definida por Haeckel (citado en Acot P., 1990), como “la ciencia de las relaciones del organismo con el medio ambiente, incluidas, en sentido amplio, todas las condiciones de existencia”. Es también el estudio de la naturaleza, los objetos y los fenómenos naturales (Lincoln, & Boxshall, 1987); es, además, la “relación, inter-acción y diálogo de todas las cosas existentes (vivientes o no) entre sí y con todo lo que existe, real o potencial… todo lo que existe coexiste. Todo lo que coexiste preexiste. (Boff, 1982, p. 19).

De acuerdo con el Papa Francisco (2015, n.138): “la ecología estudia las relaciones entre los organismos vivientes y el ambiente donde se desarrollan. También exige sentarse a pensar y a discutir acerca de las condiciones de vida y de supervivencia de una sociedad, con la honestidad para poner en duda modelos de desarrollo, pro-ducción y consumo”. En síntesis, la ecología es “la ciencia y el arte de las relaciones y de los seres relacionados” (Boff, 1982, p.23); la ecología, se convierte así en ecoteología; ella permite entender de mejor manera la teología de la creación cristiana. La creación, puede entenderse,

Como un juego de la expresión divina, danza de su amor, espejo en el cual él mismo ve cómo él proyecta compañeros en su vida y comunión. En este sentido, cada ser es mensajero de Dios, su representante y sacramento. Cada uno es digno, debe ser acogido y escuchado (Boff, 1982, p.53).

Esta teología de la creación tiene importantes consecuencias antropológicas.

En esta ecoteología aparece el lugar singular del ser humano. El no está encima sino dentro


y al final de la creación […] la relación que el ser humano tiene con la creación es fundamentalmente de responsabilidad […] (la libertad humana) se realiza al interior del mundo que el ser humano no creó, pero en el que se encuentra (Boff, 1982, p.54).

Boff (1982), en este texto, habla de un “pan-en-teísmo cristiano”: todo en Dios y Dios en todo. Todo está en Dios, todo es templo de Dios y siempre estamos en Dios (Hch 17,28). El pan-en-teísmo “nos permite abrazar el universo con sumo afecto, porque abrazamos al propio Dios-Trinidad. De esta experiencia nace una nueva espiritualidad integradora, holística, capaz de unir el cielo con la tierra” (Boff, 1982, p.57-58).

En esta misma línea, la teología según, Ruiz de la Peña (1985), tiene la obligación y el derecho de esclarecer con humildad su pretendida contribución a tan grave problema; de redescubrir en la fe, sin caer en el concordismo, elementos verdaderamente ecológicos, que favorezcan una sana y equilibrada interrelación Dios-hombre-mundo.

Aún más, toda la creación, desde el macrocosmos hasta el ser vivo menos complejo goza de una interioridad propia, de autodeterminación, intencionalidad y, por tanto, libertad. Estas características son posibles en la creación por la profunda cercanía de Dios con ella; Dios es tan íntimo y cercano a todas sus obras porque las ama; por ello se habla de panenteísmo; Dios actúa desde dentro de cada criatura, potenciándola para que traspase las fronteras de sí misma.

El valor intrínseco de cada ser está en el dinamismo divino que lo mueve a evolucionar, más allá de la utilidad para el hombre. El gran aporte de esta corriente teológica a la ecoteología es el concepto de panenteísmo. Sin embargo, se constatan algunos puntos débiles en esta teología del proceso: la renuncia al antropocentrismo para abrazar una especie de biocentrismo; por otra parte, la creación es entendida desde un panpsiquismo (Castellón, s. f.).

En ella, todo está conectado… el hombre en sus 248 partes, en sus diversas dimensiones, en su ser y estar en el mundo, en su existir en y con Dios, en su ser ciudadano del mundo vive su ser político y relacional recordando siempre su responsabilidad para con su casa y consigo mismo.

El enfoque empleado por el Papa es inter y transdisciplinar; su mirada es holística y sistémica: el mundo, el hombre son una red de sistemas, donde todo está conectado; él propone una ecoteología diferente del panteísmo, del pan-en-teísmo, de otros credos, también del antropocentrismo y el biocentrismo; su pretensión es crear conciencia de una ecoteología, o ecología integral, en la que el espíritu y la responsabilidad humana lleven al hombre a asumir responsablemente su tarea de cuidar, proteger, cultivar la creación.

Según Capra (2015)

[el] pensamiento sistémico del Papa Francisco, ya que invita a pensar la vida en términos de conectividad, de relaciones, tomando en cuenta los patrones y el contexto. Elementos cruciales a la hora de reseñar los organismos vivos, los sistemas sociales, o los ecosistemas.

Más adelante añade:

[…] la ecología profunda implica la transformación de los valores antropocéntricos hacia los valores ecocéntricos; así todos los seres vivos pertenecen a comunidades ecológicas, conectadas interdependientemente. La bioética propuesta por el papa propende por conectar la ética y el bien común” Capra (2015).

Y a esto cabe agregar que el Papa utiliza un lenguaje científico de modo adecuado; vocablos como holístico, “paradigma”, “reduccionismo”, “microorganismos”, “partículas subatómicas”, “salto cuántico”, entre otros, están bien ajustadas en su discurso. Además, el Papa enfatiza los valores y la ética de la ecología profunda, y deja conocer su “alfabetización ecológica” en torno a la organización de los ecosistemas.

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El hombre es principio y fin de la creación, es administrador de ella, pero no su dueño; por ello, no puede hacer parte de aquella cultura que la sociedad tecnocrática y consumista llama de los descartables; el ser humano merece el reconocimiento de su dignidad, que es diferente al valor dado a los animales y al precio de las cosas: al hombre no se le puede objetivar o instrumentalizar como lo hace la tecnocracia, ni mucho menos poner precio al estilo de la sociedad de consumo, donde se compran y se venden seres humanos como mercancías (trata de blancas).

Al Papa le interesa tanto el hombre de hoy como las futuras generaciones; ¿qué mundo les estamos preparando? Le preocupan el relativismo moral y la amoralidad de la sociedad neoliberal tecnócrata y consumista.

A continuación se revisarán algunos apartados de la encíclica a partir del método ver-juzgar-actuar, propuesto por Cardijn (s. f.), con el fin de enseñar la realidad que vive el hombre hoy en el campo de la ecología integral, iluminar, a partir de la Sagrada Escritura, la tradición, el magisterio y otros estudiosos, el actuar, para mirar a qué se ha de comprometer el hombre de hoy si quiere cuidar realmente esta casa común.

MATERIALES Y MÉTODOSVer

“El ver significa conocer la realidad tal como se presenta… con sus fenómenos más importantes para la pastoral y sus perspectivas… es una visión selectiva, guiada por una cosmovisión cristiana” (Secretariado Nacional de Pastoral Social, s. f. p.19). En palabras de Biord, (2004, p.2) “El “ver” se propone analizar un hecho de vida con el fin de descubrir actitudes y modos de pensar, y valoraciones y comportamientos. Se buscan las causas y se analizan las consecuencias que pueden tener en las personas en las comunidades y en las organizaciones sociales. El acento se pone en la persona, no en las ideas ni en las cosas”. Lo que significa que el ver toca con los hechos y los seres humanos, no con ideas, ni con interpretaciones.

Aspectos positivos

En el contexto actual de la geopolítica, la economía y la ecología mundial, podría preguntarse el lector: ¿Qué aspectos positivos presenta esta sociedad? El Papa resalta algunos ejemplos de la bondad que brota del corazón del hombre que no se deja robar el corazón del acelerado y devastador ritmo de la sociedad neoliberal, tecnócrata y consumista, y valora el ritmo de la natural evolución biológica; afirma el Papa Francisco (2015, n.58):

En algunos países hay ejemplos positivos de logros en la mejora del ambiente, como la purifi cación de algunos ríos que han estado contamina dos durante muchas décadas, o la recuperación de bosques autóctonos, o el embellecimiento de pai sajes con obras de saneamiento ambiental, o pro yectos edilicios de gran valor estético, o avances en la producción de energía no contaminante, en la mejora del transporte público. Estas acciones no resuelven los problemas globales, pero confirman que el ser humano todavía es capaz de intervenir positivamente.

Y añade que hoy, la sociedad, en buena medida, “está entrando en una etapa de mayor conciencia. Se advierte una cre ciente sensibilidad con respecto al ambiente y al cuidado de la naturaleza, y crece una sincera y dolorosa preocupación por lo que está ocurrien do con nuestro planeta” (Papa Francisco, 2015, n.19).

Asuntos problemáticos

El Sumo Pontífice reseña algunas dificultades grandes a los que estamos sometidos: problemas como contaminación, basura y cultura del descarte, “la tierra, nuestra casa, parece convertirse cada vez más en un inmenso depósito de porquería” (Papa Francisco, 2015, n.21), y añade: “estos problemas están íntimamente ligados a la cultura del descarte, que afecta tanto a los seres humanos excluidos como a las cosas que rápidamente se convierten en basura” (Papa Francisco, 2015, n.22).

Tecnocracia, sociedad de consumo y antropocentrismo moderno, paradóji camente,


han terminado colocando la razón técni ca sobre la realidad, han alienado al ser humano que no siente ya la naturaleza como casa común o refugio viviente.

Desde otra mirada, el Papa Francisco (2015, n.25) subraya las dificultades originadas por el cambio climático:

“El cambio climático es un problema global con graves dimensiones ambientales, sociales, económicas, distributivas y políticas, y plantea uno de los principales desafíos actuales para la humanidad. Los peores impactos probablemente recaerán en las próximas décadas sobre los paí-ses en desarrollo”. Los más afectados son los pobres y los migrantes por la falta de recursos para subsistir e, incluso, algunas especies animales y vegetales incapaces de adaptarse a las altas temperaturas.

Otra gran dificultad destacada por el Papa Francisco (2015, n.28) es la falta de agua potable, generadora de muchas muertes y enfermedades en los sectores excluidos de la sociedad, y la apropiación inadecuada que ciertas multinacionales hacen de este recurso indispensable para los ecosistemas y para la vida humana. El Papa destaca sobre todo: “La pobreza del agua social se da especialmente en África, donde grandes sectores de la población no acceden al agua potable segura, o padecen sequías que di ficultan la producción de alimentos” (Papa Francisco, 2015, n.28).

Unido a este, aparece otro gran problema, cual es la pérdida de biodiversidad: “cada año desaparecen miles de especies vegetales y ani-males que ya no podremos conocer, que nuestros hijos ya no podrán ver, pérdidas para siempre. La inmensa mayoría se extingue por razones que tie nen que ver con alguna acción humana” (Papa Francisco, 2015, n.33). Otros componentes del cambio global destacados por el Papa Francisco (2015, n.46) son:

Los efectos laborales de algunas innovaciones tecnológicas, la exclusión social, la inequidad en la disponibilidad y el consumo de energía

y de otros servicios, la fragmentación so cial, el crecimiento de la violencia y el surgimien-to de nuevas formas de agresividad social, el nar cotráfico y el consumo creciente de drogas entre los más jóvenes, la pérdida de identidad.

El Papa acentúa sobre todo la inequidad social, ya que las peores consecuencias de estas problemáticas las sufren los más pobres:

No suele haber con ciencia clara de los problemas que afectan par ticularmente a los excluidos. Ellos son la mayor parte del planeta, miles de millones de personas. Hoy están presentes en los debates políticos y económicos internacionales, pero frecuentemen te parece que sus problemas se plantean como un apéndice… de hecho, a la hora de la actuación concreta, que dan frecuentemente en el último lugar (Papa Francisco, 2015, n.49).

Pero la inequidad afecta al hombre en sociedad, no solo al individuo, generando una deuda ecológica; algunos países son víctimas de esto:

Hay una verdadera «deuda ecológica», particular mente entre el Norte y el Sur, relacionada con desequilibrios comerciales con consecuencias en el ámbito ecológico, así como con el uso despro porcionado de los recursos naturales llevado a cabo históricamente por algunos países. Las ex portaciones de algunas materias primas para sa tisfacer los mercados en el Norte industrializado han producido daños locales, como la contami nación con mercurio en la minería del oro o con dióxido de azufre en la del cobre (Papa Francisco, 2015, n.51).

Y añade:

La deuda externa de los países pobres se ha convertido en un instrumento de control, pero no ocurre lo mismo con la deuda ecológica. De diversas maneras, los pueblos en vías de desa rrollo, donde se encuentran las más importantes reservas de la biosfera, siguen alimentando el de sarrollo de los países más ricos a costa de su pre sente y de su futuro (Papa Francisco, 2015, n.52).

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El Papa, como gran profeta del mundo actual, como voz de los sin voz, insiste en no permitir la globalización de la indiferencia, y en que es menester una ética global de las relaciones internacionales; advierte sobre la tendencia al desarrollo de oligopolios en la producción de granos y de otros productos nece sarios para su cultivo, que terminaría obligando a los campesinos a comprarlos a las empresas productoras (Francisco, 2015, n.134).

Juzgar

“El “juzgar” es el momento central de la revisión de vida. Se propone tomar posición frente al hecho analizado, explicitar el sentido que descubre la fe, la experiencia de Dios que conlleva y las llamadas de conversión que surgen de él” (Biord, 2004, p.2). El juzgar o iluminar implica enjuiciar la realidad a la luz de la palabra de Dios o de la Doctrina social de la Iglesia, para mostrar logros, carencias, necesidades, entre otros.

Ilumina este estudio el aporte de algunos estudiosos

Leopold (2000) ya había dicho que la primacía indiscriminada del progreso constituye un “paso en falso” de la humanidad. El hombre actual habrá de comprender que el mercado por sí mis mo no garantiza el desarrollo humano integral, ni la vida digna, ni mucho menos la inclusión social. El hombre hoy es víctima de un “superdesarrollo derrochador y consumista” (Papa Francisco, 2015, 109).

El cardenal Wuerl (2015) arguye sobre este gran escrito papal:

Laudato si es un documento que dialoga con diversos saberes, la pedagogía, la biología, la ingeniería, la psicología social, la filosofía y las culturas, en el que el Papa critica abierta y prudentemente los poderes financieros, políticos y tecnocráticos, –no tecnológicos– su crítica mayor es contra la ideología del neoliberalismo a ultranza, acelerado y devastador … que contra el poder político,

invita a los líderes políticos, religiosos y económicos a unirse contra éste modelo de la economía mundial.

De igual modo afirma el cardenal y arzobispo de Washington, resaltando la valentía del Papa Francisco:

El Papa acude a Datos empíricos tomados de la realidad y al estilo del evangelio, y siguiendo una bioética personalista, parte de la primacía de la persona humana, indica que el hombre como afirmaba ya Kant es fin y nunca medio, y desde una posición biocentrista resalta la triple relación del hombre con la tierra –madre– con la creación, con el otro, y con Dios, con todos ellos ha de ser gestor de paz y bienestar promoviendo el desarrollo integral del cosmos. La auténtica ecología ha de ser humana y social (Wuerl, 2015).

Asimismo, Löwy (citado por Boff, 2016) sociólogo y filósofo franco-brasilero, argumenta respecto a la pregunta: ¿ataca la «Laudato Si’» frontalmente el sistema capitalista?, Responde:

Bergoglio no es marxista y la palabra «capitalismo» no aparece en la Encíclica. Pero queda muy claro que para él los dramáticos problemas ecológicos de nuestra época resultan de los «engranajes de la actual economía globalizada»… es un sistema en el cual predominan «los intereses ilimitados de las empresas» y «una discutible racionalidad económica»… “un sistema mundial, donde predominan la especulación y el principio de maximización del lucro, y una búsqueda de rentabilidad financiera que tiende a ignorar todo el contexto y los efectos sobre la dignidad humana y el medio ambiente”.

Entrando en sintonía con la encíclica Laudato sí, como escrito luminario para el mundo actual se constata que:

El papa habla para todos sin distingo de religión, etnia o estrato social: La madre Tierra y la creación nos preceden

Para iluminar al hombre de hoy, creyente o secular, el Pontífice apunta una verdad clara: no


somos Dios. La Tierra nos precede y nos ha sido dada (Francisco, 2015, 67), e invita a realizar una lectura adecuada del Génesis que invita a «dominar» la tierra (Gn 1,28). Es importante leer los textos bíblicos en su con texto, con una hermenéutica adecuada, y recordar que invitan a «labrar y cuidar» el jardín del mundo (Gn 2,15). “Mientras «labrar» significa cultivar, arar o trabajar, «cuidar» significa pro teger, custodiar, preservar, guardar, vigilar.

Esto implica una relación de reciprocidad responsable entre el ser humano y la naturaleza” (Francisco, 2015, n.67). Implica que el ser humano respete las leyes de la naturaleza y el equilibrio entre los seres de este mundo (Francisco 2015, 68).

Somos administradores de los bienes de Dios y no dueños. La crisis medioambiental es más que un error técnico; es, ante todo, el resultado de la voluntad humana que maltratando la naturaleza ha decidido utilizarla como medio para exaltar el propio poder y bienestar. El problema ecológico es un problema moral (Juan hablo II, 1990, n.3).

En este sentido, también la Torah judía propone normas, no solo en relación con los humanos, sino también en rela ción con los demás seres vivos:

“Si ves caído en el camino el asno o el buey de tu hermano, no te desentenderás de ellos […] Cuando encuentres en el camino un nido de ave en un árbol o sobre la tierra, y esté la madre echada sobre los picho nes o sobre los huevos, no tomarás a la madre con los hijos” (Dt 22,4.6). En esta línea, el des canso del séptimo día no se propone solo para el ser humano, sino también “para que reposen tu buey y tu asno” (Ex 23,12). De este modo ad-vertimos que la Biblia no da lugar a un antro-pocentrismo despótico que se desentienda de las demás criaturas (Francisco, 2015, 68).

El Papa Francisco (2015, n.8) retoma el aporte del patriarca Bartolomé, en torno a recobrar conciencia acerca de la responsabilidad, en el daño que cada uno hace hoy al planeta:

Que los seres humanos destruyan la diversidad biológica en la creación divina… degraden la

integridad de la tierra y contribuyan al cambio climático, desnudando la tierra de sus bosques naturales o destruyendo sus zonas húmedas; que los seres humanos contaminen las aguas, el suelo, el aire. Todos estos son pecados. Añade: Porque “un crimen contra la naturaleza es un crimen contra nosotros mismos y un pecado contra Dios” (Papa Francisco, 2015, n.8).

El Papa Francisco (2015, n.9) retoma la propuesta del Patriarca: “pasar del consumo al sacrificio, de la avidez a la generosidad, del desperdicio a la capacidad de compartir. pasar poco a poco de lo que yo quiero a lo que necesita el mundo de Dios”. Tal propuesta es posible, si el ser humano llega a esta convicción: “lo divino y lo humano se encuentran en el más pequeño detalle contenido en los vestidos sin costuras de la creación de Dios” (Papa Francisco, 2015, n.9).

El Papa Francisco (2015, n.69) insiste en que el hombre debe respetar la bondad propia de cada criatura para evitar un uso desordenado de las cosas, y añade:

El descuido en el empeño de cultivar y mantener una relación adecuada con el vecino, hacia el cual tengo el deber del cuidado y de la custodia, destruye mi relación interior con-migo mismo, con los demás, con Dios y con la tierra. Cuando todas estas relaciones son descui dadas, cuando la justicia ya no habita en la tierra, la Biblia nos dice que toda la vida está en peli gro (Francisco, 2015, n.70).

Argumenta, además, que no es posible sostener una espiritualidad que olvide al Dios creador. De ese modo, se terminaría adorando otros pode-res del mundo, o el hombre ocuparía el lugar del Señor, hasta pretender pisotear la realidad crea da por él sin conocer límites (Francisco, 2015, n.75).

Creación y naturaleza

Francisco distingue también los conceptos creación y naturaleza, enfatiza sobre todo el primero:

Para la tradición judío-cristiana, decir «crea-ción» es más que decir naturaleza, porque

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tiene que ver con un proyecto del amor de Dios donde cada criatura tiene un valor y un significado. La naturaleza suele entenderse como un sistema que se analiza, comprende y gestiona, pero la creación solo puede ser entendida como un don que surge de la mano abierta del Padre de todos (Francisco, 2015, n.76), así, “todo el universo material es un lenguaje del amor de Dios, de su desme surado cariño hacia nosotros. El suelo, el agua, las montañas, todo es caricia de Dios” (Francisco, 2015, n.84).

Para el cristiano, “la naturaleza es un continuo manantial de maravilla y de temor. Ella es, además, una continua revela ción de lo divino” (Conferencia de los Obispos Católicos de Canadá (2003). Y en ella, a partir de los relatos bíblicos, el ser humano es concebido como sujeto, nunca reducible a la categoría de objeto. Él es imagen de Dios (Francisco, 2015, n.81).

Hoy puede afirmarse, que “el ser humano aprende a reconocerse a sí mismo en la relación con las demás criaturas, según Ricoeur (2009) “yo me autoexpreso al expresar el mundo; yo exploro mi propia sacralidad al intentar descifrar la del mundo”.

Para el Papa, es perentoria la superación del antropocentrismo; no obstante, el ser humano ha de ser reconocido en su dignidad, y responsabilidad, distintas estas a la valoración dada a los demás seres vivos:

A veces se advierte una obsesión por negar toda preeminencia a la persona humana, y se lleva adelante una lucha por otras especies que no desarrollamos para defender la igual dignidad entre los seres humanos. Es verdad que debe pre ocuparnos que otros seres vivos no sean tratados irresponsablemente. Pero especialmente debe rían exasperarnos las enormes inequidades que existen entre nosotros, porque seguimos toleran do que unos se consideren más dignos que otros. Dejamos de advertir que algunos se arrastran en una degradante miseria, sin posibilidades reales de superación, mientras otros ni siquiera saben qué hacer con lo que poseen, ostentan

vanido samente una supuesta superioridad… (Francisco, 2015, n.90).

Desde una perspectiva más compleja, el Papa enseña que todo en la naturaleza está relacio-nado, y todos los seres estamos juntos como hermanos en una maravillosa peregrinación, entrelazados por el amor. Por eso enfatiza que el medio ambiente es un bien colectivo, pa trimonio de toda la humanidad y responsabilidad de todos. El hombre es solo el ad ministrador de esta para bien de todos (cf. Papa Francisco, 2015, n.95).

Ciencia tecnología y tecnocracia

Respecto al poder de la tecnocracia que aliena al hombre y lo instrumentaliza, lo pone a competir, hasta perder a veces el sentido de vida, el encuentro con el otro, con la naturaleza, consigo mismo y con Dios. El Papa arguye los siguientes elementos:

Reconoce el valor de «la ciencia y la tecnología como maravillosos productos de la creatividad humana donada por Dios» (Papa Francisco, 2015, n.102), hace lectura de la historia moderna con la era industrial y de la Posmodernidad como era digital, tecnocientífica, biológica, quizá; por ello se atreve a decir:

No podemos ignorar que la energía nuclear, la biotecnología, la informática, el cono cimiento de nuestro propio ADN y otras capaci dades que hemos adquirido nos dan un tremen-do poder… nunca la humanidad tuvo tanto poder sobre sí misma y nada garantiza que vaya a utilizarlo bien, sobre todo si se considera el modo como lo está haciendo. Basta recordar las bombas ató micas lanzadas en pleno siglo XX (Papa Francisco, 2015, n.104).

Agrega el Papa que el hombre de hoy no advierte la seriedad de los desafíos que se presentan; así, citando a Guardini (1958, 111-112), atisba: “la posibilidad de que el hombre utilice mal el po-der crece constantemente”, cuando no está “so-metido a norma alguna reguladora de la libertad, sino únicamente a los supuestos imperativos de la utilidad y de la seguridad”. De esta intuición del Papa da cuenta la ausencia en la actualidad de


una ética, de una cultura y de una espiritualidad que pongan límite a esta pulsión tanática humana.

Actuar

El “actuar”, según Biord (2004, p.2) “se propone determinar aquellas actitudes que las personas deben cambiar en sus vidas, los criterios de juicio que deben ser transformados, los hábitos que son cuestionados por la Palabra de Dios y las acciones que se van a desarrollar”. En otras palabras, la acción pastoral se comprometerá en promover aspectos positivos y disminuir los negativos (Secretariado Nacional de Pastoral social, s. f. p.20). Visto así, el actuar compromete al hombre de hoy a obrar en sintonía con aquello que dice y cree.

RESULTADOSNo hay eco logía sin una adecuada antropología

Para El Papa, “la forma correcta de inter pretar el concepto del ser humano como «señor» del universo consiste en entenderlo como admi-nistrador responsable” (Papa Francisco, 2015, n.116), y añade: “No habrá una nueva relación con la naturaleza sin un nuevo ser humano. No hay eco logía sin una adecuada antropología (Papa Francisco, 2015, n.118).

El Ser humano necesita transformarse, renovarse desde dentro, para estar en condiciones de salvaguardar la casa común, no en vano afirma el sumo Pontífice: “si la crisis ecológica es una eclosión o una manifesta ción externa de la crisis ética, cultural y espiritual de la modernidad, no podemos pretender sanar nuestra relación con la naturaleza y el ambiente sin sanar todas las relaciones básicas del ser humano (Papa Francisco, 2015, n.119).

En pro de la promoción de una ecología integral, el Papa urge por la creación de fuentes de trabajo, y por hacer de este un espacio que dignifique al hombre; el trabajo es una necesidad que garantiza sentido de vida, desarrollo humano, social y personal.

El Papa exhorta a invertir en las per sonas para obtener calidad de vida, y añade: “para que siga siendo posible dar empleo, es imperioso promover una economía que fa vorezca la diversidad productiva y la creatividad empresarial (Papa Francisco, 2015, n.129).

En medio de la crisis ecológica actual, el Papa propone unas tareas que comprometen al hombre sin distingos de etnia, condición social, o rol que desempeña; lo importante en esto es la disposición que el ser humano tenga para cuidar su casa común y promover el sentido de dignidad y de valoración con todos los seres de la naturaleza; pide, sí, conectarse, trabajar inter-dependiente-mente, desde la horizontalidad y la humildad; para estos hombres el Papa reconoce esta realidad y propone un desafío:

Proteger nuestra casa común

El desafío urgente de proteger nuestra casa común incluye la preocupación de unir a toda la familia humana en la búsqueda de un desarrollo sostenible e integral, pues sabemos que las cosas pueden cambiar (Papa Francisco, 2015, n. 13).

La jerarquía de la Igle sia y los fieles cristianos no tienen por qué proponer una palabra defini tiva; deben escuchar y promover el debate honesto entre los científicos, respetando la diversidad de opiniones, cultivando, en todo, la esperanza (cf. Papa Francisco, 2015, n.61).

En términos profilácticos, el Papa insiste en “cuidarse de las guerras y de la fabricación de armas nuclea res y biológicas” (Papa Francisco, 2015, n.57); reseña, además, la importancia de promover el acceso al agua potable y segura como derecho humano básico, fundamen tal y universal, porque determina la sobrevivencia de las personas.

Enfatiza también en la importancia de la investigación, que trabaje en pro de una ecología integral.

Es necesario invertir mucho más en inves tigación para entender mejor el comportamiento de

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los ecosistemas y analizar adecuadamente las diversas variables de impacto de cualquier modi ficación importante del ambiente. Porque todas las criaturas están conectadas, cada una debe ser valorada con afecto y admiración, y todos los se res nos necesitamos unos a otros (Papa Francisco, 2015, n.42).

Un verdadero planteo ecológico requiere un verdadero planteo social

Hoy no podemos dejar de reconocer que un verdadero planteo ecológico se convier te siempre en un planteo social, que debe integrar la justicia en las discusiones sobre el ambiente, para escuchar tanto el clamor de la tierra como el clamor de los pobres (Papa Francisco, 2015, n.49).

Es necesario que los países desarrollados contribuyan a resol ver esta deuda limitando de manera importante el consumo de energía no renovable y aportando recursos a los países más necesitados para apoyar políticas y programas de desarrollo sostenible (Papa Francisco, 2015, n.52). Y agrega:

Se vuelve indispen sable crear un sistema normativo que incluya lí mites infranqueables y asegure la protección de los ecosistemas, antes que las nuevas formas de poder derivadas del paradigma tecno-económico terminen arrasando no sólo con la política sino también con la libertad y la justicia (Papa Francisco, 2015, n.53).

Necesitamos, por tanto, una solidaridad universal nueva, como dijo la conferencia de los Obispos de Sudáfrica (1999): “se necesitan los talen tos y la implicación de todos para reparar el daño causado por el abuso humano a la creación de Dios” (Papa Francisco, 2015, n.14).

El Papa es enfático en el compromiso que el hombre está llamado a establecer:

Hay que buscar soluciones integrales que consideren las interacciones de los sistemas naturales entre sí y con los sistemas sociales. No hay dos crisis, sino una sola y compleja crisis socio-ambiental. Se urge de una aproximación integral para combatir la pobreza, para

devolver la digni dad a los excluidos y para cui-dar la naturaleza (Papa Francisco, n.139).

CONCLUSIONESTenemos que pensar y actuar diferente

Hoy cobran valor las palabras de Boff (2016b):

Nadie siguió la sabia sentencia atribuida a Einstein: «el pensamiento que creó la crisis no puede ser el mismo que nos saque de la crisis». Tenemos que pensar y actuar diferente… Todavía se cree con convicción que este sistema sigue siendo bueno y válido, a pesar de la devastación ecológica que produce, poniendo en peligro las bases que sustentan la vida.

El texto del Papa Francisco (2015, n.16) se convierte en voz paradigmática y profética que rompe con estas palabras de Boff (2016b), pues plantea grandes interrogantes y retos al hombre de hoy que habrá de ser sensible a esta realidad y preparará bien la casa común a las futuras generaciones; cabe por ello, resaltar algunos ejes que atraviesan toda la encíclica: “la íntima relación entre los pobres y la fragilidad del planeta, la con-vicción de que en el mundo todo está conectado, la crítica al nuevo paradigma y a las formas de poder que derivan de la tecnocracia”.

En ese mismo orden el Papa invita:

[A] buscar otros modos de entender la economía y el progreso, el valor propio de cada criatura, el sentido humano de la ecología, la necesidad de debates sinceros y honestos, la grave responsabi lidad de la política internacional y local, la cultura del descarte y la propuesta de un nuevo estilo de vida (Papa Francisco, 2015, n.16).

Critica de modo fuerte la llamada cultura del relativismo como “pa tología que empuja a una persona a aprovecharse de otra y a tratarla como mero objeto, obligán dola a trabajos forzados, o convirtiéndola en es clava a causa de una deuda” (Papa Francisco, 2015, n.123).


Añade en ese sentido que “este mundo tiene una grave deuda social con los pobres que no tienen acceso al agua potable, porque eso es negarles el de recho a la vida radicado en su dignidad inalienable” (Papa Francisco, 2015, n.30).

Invita a reconocer “que el crecimiento demográfico es plenamente com patible con un desarrollo integral y solidario” Culpar al aumento de la población y no al con sumismo extremo y selectivo de algunos es un modo de no enfrentar los problemas” (Papa Francisco, 2015, n.50).

Agrega que muchos esfuer zos para buscar soluciones concretas a la crisis ambiental suelen ser frustrados por los poderosos, y por la falta de interés de los demás. Las actitudes de muchos van de la negación del problema a la indiferencia, la resignación cómoda o la confian za ciega en las soluciones técnicas (Papa Francisco, 2015, n.14).

Promueve el surgimiento de nuevos modelos de pro greso; para ello, necesitamos “cambiar el modelo de desa rrollo global; esto implica reflexionar res ponsablemente sobre el sentido de la economía y su finalidad” (Papa Francisco 2015, 136, n.137), e insiste en que “necesitamos una política que piense con visión amplia, y que lleve adelante un replanteo integral, incorporando en un diálogo interdisci plinario los diversos aspectos de la crisis” (Papa Francisco, 2015, n.197). La ecoteología

La ecoteología, que el Papa llama ecología integral, es: “inseparable de la noción de bien común… es el conjunto de condiciones de la vida social que hacen posible a las asociaciones y a cada uno de sus miembros el logro más pleno y más fácil de la propia perfección” (Papa Francisco, 2015, n.156); ella requiere de la conexión del ser humano consigo mismo, con el otro, con la naturaleza y del ser creyente con Dios.

Requiere, también, el reconocimiento de que todo está conectado. Para lograr tal fin, el hombre ha de ir primeramente a su corazón,

revisarse y cuestionarse seriamente: ¿Qué estoy haciendo por esta casa común llamada también planeta Tierra?

Las religiones hoy deben cobrar protagonismo

Hasta aquí el planteamiento del Papa Francisco de la urgencia de una ecología integral en pro del cuidado de esta casa común, pero vale la pena insistir hoy en el reto que tienen las diversas religiones en pro del cuidado del medio ambiente; ellas también están llamadas a ser voz de los que no tienen voz en la sociedad actual y a promover una ecoteología que ya se esboza en algunos textos sagrados.

Las religiones deben cobrar protagonismo en el mundo y asumir su verdadero rol cual es promover la dignidad humana y el valor de cada uno de los seres existentes en el universo; por esto vale la pena preguntar:

¿Pueden las religiones ayudar a superar la crisis ecológica? La respuesta es obvia y cada una de ellas ha de promover aquello escrito en sus libros sagrados o en sus cuerpos doctrinales. Véase, por ejemplo, el valor de lo ecológico y del hombre respecto a esta casa común, en las tres grandes religiones reveladas, monoteístas y éticas.

El judaísmo. La Biblia hebrea es clara al entender la Tierra como un don de Dios y que nosotros hemos sido colocados aquí para cuidarla y guardarla. “La Tierra es mía y vosotros sois huéspedes y forasteros” (Lv 25,23). El cristianismo heredó los valores del judaísmo… la Tierra es entregada a la responsabilidad de los seres humanos, pero estos no tienen un derecho absoluto sobre ella. Son huéspedes y peregrinos y deben cuidar de ella. San Francisco de Asís introdujo una actitud de fraternidad universal y de respeto a cada uno de los seres, hasta a las hierbas silvestres… En: https://outlook.live.com/owa/?path=/mail/search/rp 2016-01-29 ¿Pueden las religiones ayudar a superar la crisis ecológica

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También, el islam, como religión procedente del tronco judío, insistirá en lo efímera que es la vida humana, y lo iluso que es el poder y el tener, pues al dejar la tierra el hombre solo se lleva aquello que con su corazón da gloria a Dios, así es mejor ser buen administrador que sentirse dueño estulto de aquello que no nos pertenece. Quizás por eso:

El islam sigue las huellas del judaísmo y del cristianismo. También para él la Tierra y la naturaleza son creación de Dios, y han sido entregadas a la responsabilidad del ser humano. En el Corán se dice que tenemos nuestra morada aquí y por un corto tiempo podemos disfrutar de sus bienes (Sura 2,36). El Altísimo y Misericordioso nos da señales a través de la riqueza y la diversidad de la naturaleza que nos recuerdan constantemente su misericordia, con la cual dirige el mundo (Sura 45,3)”. En https://outlook.live.com/owa/?path=/mail/search/rp 2016-01-29 ¿Pueden las religiones ayudar a superar la crisis ecológica?

Hay, además, unos puntos convergentes en estas tres religiones: entender la Tierra como don y herencia y no como objeto para ser usado simplemente a su voluntad, como lo entendió la Modernidad. El ser humano es responsable de lo que recibió, debiendo cuidarla y guardarla… él no es dueño sino cuidador. La Tierra con su riqueza remite continuamente a su Creador.

En este sentido, es menester recordar que una posibilidad de diálogo interreligioso en torno al tema ecológico encuentra su oportunidad en las 7 tareas ecológicas de las religiones, a saber:

1. Interpretar la condición humana en el cuadro de la vida planetaria.

2. Desarrollar la conciencia ecológica.

3. Participar de la elaboración de una epistemología ambiental.

4. Promover la ética ecológica personal, comunitaria y global (Boff).

5. Dialogar en conjunto sobre cuestiones ecológicas.

6. Actuar en conjunto acerca de las tareas ecológicas.

7. Re-encantar la naturaleza: no re-mitologizar (contenidos y valores de las mitologías). Cf. www.amerindiaenlared.org/.../ecoteologia-la-opcion-por-la-tierra-como-lugar-teologico...las 7 tareas ecológicas de las religiones.

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Uswe of fish scales from acuicultural industries in the Huila Province, Colombia

Aproveitamento das escamas da indústria aquícola no departamento Huila, Colômbia

Angela Goretty García Gómez**, Rodrigo Romero Ramos***, Hans Thielin Castro Salazar

Aprovechamiento de las escamas de la industria acuícola en el departamento

del Huila, Colombia*

* Proyecto desarrollado mediante convenio 008 del 2014; entre Corredor Tecnológico de la Gobernación del Huila, Proceal S. A., Corporación Universitaria del Huila Corhuila, Corporación Centro de Desarrollo Tecnológico Surcolombiano Acuapez; Centro de formación Agroindustrial-Huila SENA. ** Magister en Ingeniería área Civil con énfasis en Gestión Ambiental. Docente asistente Departamento de Ciencias Naturales y Exactas Universidad Surcolombiana. ***Tecnólogo en Acuicultura. Corporación Centro de Desarrollo Tecnológico Surcolombiano ACUAPEZ. **** Doctor en Química. Corporación Universitaria del Huila Corhuila.

Autor para correspondencia: Angela Goretty García Gómez, email: [email protected]ículo recibido: 26/05/2016 ; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENIntroducción. En el mundo la industria acuícola representa casi el 50 % de los productos pesqueros existentes, y el Huila ocupa el primer lugar en Colombia en producción y exportación de Tilapia (Oreochromis sp); sin embargo, como toda actividad industrial de transformación, en esta se generan una serie de residuos que afectan al medioambiente uno de ellos son las escamas; las cuales, en algunos casos son arrojados a los cuerpos de agua produciendo un aumento en la carga orgánica, o en otros son enterradas, aumentando la proliferación de vectores como moscas y roedores; en pro de tener una industria enmarcada en los normas del desarrollo sostenible. Objetivo. Buscar alternativas para la valorización

de las escamas generadas en las diferentes etapas de procesamiento de Tilapia (Orechromis sp), con el fin de obtener biopolímeros, como la quitina y el quitosano; los cuales tienen grandes aplicaciones para la industria farmacéutica y cosmética. Materiales y métodos. Para ello, las escamas fueron sometidas a un proceso de limpieza y de secado, y posteriormente a técnicas químicas de desmineralización, desproteinización y desacetilación, con el fin de obtener los productos deseados; las escamas fueron tratadas con NaOH 0,5N a 80 °C por 4 h, luego mezcladas con HCL 1,25N a 30 °C por 8 h, y llevadas a pH neutro; para la fase de desacetilación se evaluaron dos técnicas, una con una base fuerte que se trató de NaOH a 0,75N a una temperatura de 100 ºC denominada (M1), y la otra con un ácido fuerte de HCl a 37 % por 24 h (M2).

103Aprovechamiento de las escamas de la industria acuícola en el departamento Huila, Colombia

Resultados. Se obtuvieron resultados positivos para el análisis infrarrojo en apatita, hidroxiapatita, y quitosano.

Palabras clave: quitosano, escamas de pescado, Huila.

ABSTRACTIntroduction. Acuicultural industries represent almost 50 % of the fish products available and Huila province holds the first place in Colombia in terms of tilapia fish (Oreochromis sp) production and exports. Nevertheless, like any transformation industrial activity, it generates waste products that affect the environment and fish scales are one of them. In some cases they are thrown into the water bodies, increasing the organic matter content, or buried, increasing the proliferation of vectors such as flies or rodents. In order to have an industry that meets the sustainable development standards, alternatives to make the fish scales generated by the different stages of tilapia fish processing an asset were sought, aiming to obtain biopolymers such as chitin

and chitosan, which have great application chances in the pharmaceutical and the cosmetic industries. For that purpose, the scales were cleaned and dried and, later, chemically demineralized deproteinized and deacetylated in order to obtain the products intended. The scales were treated with NaOH 0,5N at 80 °C for four hours, then mixed with HCL 1,25N at 30 °C during eight hours and taken to neutral pH. For the deacetylation, two techniques were evaluated: one with a strong base, NaOH at 0,75N at 100 ºC called (M1) and the other with a strong acid of HCl at 37 % during 24 hours called (M2), obtaining positive results in the infrared analysis for apatite, hydroxyapatite, and chitosan.

Key words: chitosan, fish scales, Huila.

RESUMOIntrodução. No mundo a indústria aquícola representa quase 50 % dos produtos pesqueiros existentes, e o Huila ocupa o primeiro lugar na Colômbia em produção e exportação de Tilapia (Oreochromis sp); mas, como toda atividade industrial de transformação, nesta se geram uma série de resíduos que afetam ao meio-ambiente um deles são as escamas; as quais, em alguns casos são jogados aos corpos de água produzindo um aumento na carga orgânica, ou em outros são enterradas, aumentando a proliferação de vectores como moscas e roedores; em pró de ter uma indústria marcada nas normas do desenvolvimento sustentável. Objetivo. Pesquisar alternativas para a valorização das escamas geradas nas diferentes etapas de processamento de Tilapia (Orechromis sp), com o fim de obter biopolímeros, como a quitina e o quitosana; os quais tem grandes

aplicações para a indústria farmacêutica e cosmética. Materiais e método. Para isto, as escamas foram submetidas a um processo de limpeza e de secado, e posteriormente a técnicas químicas de desmineralização, des-proteinização e des-acetilação, com o fim de obter os produtos desejados; as escamas foram tratadas com NaOH 0,5N a 80 °C por 4 h, logo misturadas com HCL 1,25N a 30 °C por 8 h, e levadas a pH neutro; para a fase de desacetilaç des-acetilação se avaliaram duas técnicas, uma com uma base forte que se tratou de NaOH a 0,75N a uma temperatura de 100 ºC denominada (M1), e a outra com um ácido forte de HCl a 37 % por 24 h (M2). Resultado. obtendo resultados positivos para a análise infravermelho em apatita, hidroxiapatita, e quitosana.

Palavras chave: quitosana, escamas de peixe, Huila.

INTRODUCCIÓNEn el ámbito mundial la industria acuícola representa casi el 50 % de los productos pesqueros, destinado a la alimentación, (FAO, Organización de la Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2014). Esta práctica se ha caracterizado por un notable crecimiento

en la década del 2000, con una producción estimada en el mundo de 11,2 millones de toneladas en 2010 (FAO, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacion, 2012). Colombia no ha sido ajeno a este crecimiento, y fue el departamento del Huila el que generó el 43 % de la producción total de tilapia roja y negra en el año 2011 (Fedesarrollo, 2015).

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - A.G. García Gómez et al - 102•110

Sin embargo, como toda actividad industrial, esta genera una serie de contaminación a lo largo de toda la cadena productiva; tal es el caso de los procesos de producción y procesamiento de peces; en este primer proceso se pueden generar impactos ambientales por la carga orgánica, los nutrientes, los medicamentos y los pesticidas aplicados (European Commission, 2015); asimismo, las actividades de procesamiento pueden generar impactos en el agua, procedentes de peces muertos, residuos de pescado como cabezas, esqueletos, aletas, escamas, restos de piensos, efluentes, envases y embalajes (JACUMAR; Junta Nacional asesora de cultivos marinos, 2008); a pesar de estos impactos negativos ambientales, se debe propender por desarrollar una industria acuícola huilense económica y ambientalmente sostenible.

Diversas organizaciones mundialmente se han centrado en desarrollar la acuicultura desde una perspectiva de desarrollo sostenible (European Commission, 2015); siguiendo estas directrices al nivel tanto nacional como internacional, se promueve la investigación para la recuperación, eliminación y reutilización de los residuos sólidos generados en el procesamiento de los peces (Centro de Cooperación del Mediterraneo de UICN, 2007); Autoridad Nacional de Acuicultura y pesca (AUNAP) y Organización de las Naciones Unidas para la alimentación y agricultura FAO, 2014), ya que se estima que los residuos generados del procesamiento pueden llegar a ser superiores al 50 % del peso total del pez (Fabienne Guérard, Daniel Sellos, y Yves Le Gal, 2005); entre estos residuos, las escamas del pez son las menos aprovechadas, a pesar de contener proteínas como colágeno tipo I y apatita (fosfato de calcio, carbonato de magnesio y carbonato de calcio) que pueden ser aprovechados (Muslim, Rahman, Begum, y Rahman, 2013).

Algunas investigaciones en el ámbito internacional se han realizado para el aprovechamiento de las escamas con el fin de obtener biopolímeros como son la quitina y el quitosano, productos utilizados en las industrias cosmética, farmacéutica, bioquímica, biomédica,

y para el tratamiento de aguas residuales, entre otros usos. Uawonggul, Kongsri y Chanthai et al. (2011) obtuvieron estos biopolímeros a partir de escamas de tilapia (tilapia nilótica) con el fin de tratar aguas residuales. Por otro lado, Muslim, Rahman, Begum y Rahman (2013), obtuvieron quitosano y carboxiquitosano a partir de escamas de Labeo rohitay, demostrando que es viable obtener este polímero a partir de las escamas de peces, ya que la mayor síntesis industrial para la obtención de estos polímeros se lleva a cabo a partir de los caparazones de crustáceos (Sierra, Orozco, Quintana, y Ospina, 2013).

Esta investigación se basa en la obtención de quitosano a partir de las escamas de tilapia roja y negra (Oreochromis sp), por métodos químicos con el fin darle un valor agregado a este subproducto, generado en la industria acuícola del departamento del Huila.

MATERIALES Y MÉTODOSLa materia prima fueron las escamas de tilapia roja y Negra (Oreochromis sp) proporcionadas directamente por la planta procesadora de carne de pescado Frigorífico del Sur de Proceal S. A., ubicada en el municipio de Rivera-Huila; todos los reactivos utilizados en los ensayos fueron grado analítico.

Inicialmente, la materia prima fue sometida a un proceso de adecuación en el edificio de laboratorios de la Corporación Universitaria del Huila, Corhuila; las escamas fueron lavadas con agua potable, con el fin de eliminar toda la materia orgánica adherida como agallas, cola, vísceras, piel, espinas; una vez limpias y libres de impurezas, fueron secadas en un invernadero solar por 3 días a una temperatura promedio de 45 ºC; posteriormente se procedió a triturar las escamas secas en un molino industrial de 1 caballo de fuerza y se clasificaron en un tamiz de 500 micras, obteniendo un tamaño de partícula adecuado para su extracción. De acuerdo con Sierra, Orozco, Quintana


y Ospina (2013), los protocolos para la extracción de quitina y quitosano cuentan con los procesos de acondicionamiento del material, desproteinización, desmineralización, y desacetilación; este último paso, necesario para la obtención de quitosano.

Siguiendo con esta metodología las muestras fueron sometidas a los siguientes procesos:

Desproteinización

Este proceso consiste en eliminar las proteínas; para esto se preparó una solución de NaOH (hidróxido de sodio), a una concentración de 0,3 N en una relación 1:5 a una temperatura de 80 ºC y por un tiempo de 4 horas.

Desmineralización

Esta etapa del proceso consiste en eliminar los minerales de calcio presentes en las escamas; esto se realizó con una solución de ácido clorhídrico a una concentración de 0,5N relación 1:5 a temperatura ambiente por 8 horas. La purificación se llevó a cabo con NaOH 0,75 N relación 1:5 a una temperatura de 100 ºC por una hora; posteriormente fue filtrado y secado a 60 ºC por dos horas para proceder a la desacetilación.

Desacetilación

Esta etapa del proceso es cuando se trata de eliminar los grupos acetilos, lo cual se puede realizar con una base o con un ácido fuerte; la base escogida fue hidróxido de sodio a una concentración del 40 % y una relación de 1:5, la cual llamaremos M1; adicionalmente, se llevó a cabo la desacetilación con un ácido fuerte como es el ácido clorhídrico en una concentración de 37 % relación 1:5. M2, y se envió para su análisis una muestra de quitosano comercial extraido de los caparazones de cangrejos M3.

Análisis de las muestras

Las muestras fueron enviadas para su análisis por difracción de rayos X al laboratorio de rayos X de la Universidad Industrial de Santander, UIS,

y analizadas por un difractómetro de polvo marca BRUNKER modelo D8 ADVANCE con Geometría DaVinci con un voltaje de 40kV, corriente de 30mA, y rendija de divergencia 0,6mm.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN A continuación, se muestran los perfiles de difracción de rayos X obtenidos de las muestras identificadas como M1, M2 y M3.

En la muestra denominada M1 de la figura I, se observa presencia de hidroxiapatita, fosfato de calcio, de sodio y magnesio, carbonato y apatita, indicando que no se descompuso totalmente la fracción de escamas. Las muestras denominadas M2 y M3 figuras II y III respectivamente, presentaron algunas similitudes en sus perfiles de difracción. En la figura II (M2), se observan tres bandas características ubicadas a 8,92°; 20,00° y 40,22° en el eje 2Theta. Además, se observan tres reflexiones adicionales con poca intensidad, ubicadas a 27,78°, 29,31° y 35,11° en el eje 2Theta, las cuales no pudieron ser asignadas a alguna fase reportada en la base de datos de la PDF-2. del International Centre for Diffraction Data (ICDD); por otro lado, en la figura III (M3), la cual corresponde al quitosano comercial, se observan, en su perfil de difracción, tres bandas características ubicadas a 9,15°, 20,09° y 40,28° en el eje 2Theta. Además, se observan cuatro reflexiones adicionales con poca intensidad ubicadas a 29,47°, 34,92°, 36,14° y 38,18° en el eje 2Theta, que no pudieron ser asignadas a alguna fase reportada en la base de datos de la PDF-2.

Al realizar una búsqueda en la base de datos de la PDF2 del International Centre for Diffraction Data (ICDD) no se encuentra coincidencia con el perfil de difracción reportado para el quitosano; sin embargo, según Judson Wong (2013) el quitosano extraído de cáscaras de camarón presenta dos picos anchos de difracción ubicados a 10º y 21º en el eje 2 Theta, coincidiendo con dos de los picos obtenidos en los dos difractogramas de M2 y M3.

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Los espectros de difracción reportados por Entsar, Khaled y Maher (2008) obtenidos para quitina y quitosano de diferentes fuentes, como concha de camarón marrón (Penaeus Aztecus) (BS), conchas de camarón rosa (Penaeus durarum) (PS), plumas de sepia (CT), plumas de calamar (SQ), conchas de cangrejo (CR) y conchas de cigala (CF) presentaron picos para la quitina en el espectro de difracción de rayos X alrededor de 9-10º en el eje 2Theta, y en 20-21º, eje 2Theta; sin embargo, argumentan que la nitidez de las bandas es mayor en las muestras de quitina

que en su análogo de quitosano, y que para el quitosono la banda de 9.9º disminuye después de la desacetilación. Por otro lado, Kumaril, Rath y Kumar (2016), obtuvieron quitosano a partir de cáscaras de camarón y de escamas de peces los cuales mostraron diferentes picos característicos a valores de 19,50º, 29,52º y 32,21º, eje 2Theta, mientras que el quitosano de escamas de pescado exhibió picos a 25,79 y 32,02º, lo cual coincide parcialmente con los picos hallados en las muestras analizadas M2 y M3, lo que proporciona un indicio de la obtención de quitosano.

Las aproximaciones obtenidas del porcentaje de cristalinidad de las muestras M2 y M3 fueron determinadas con el programa Diffract Suite TOPAS, a partir de la descripción de la contribución de la intensidad procedente de la

Figura 1. Perfil de difracción de la muestra M1 obtenido del difractómetro de rayos X del laboratorio de la Universidad Industrial de Santander UIS


parte cristalina y amorfa, mediante el método de única línea de ajuste (Single line fitting) en el rango de 4°-60° eje 2Theta. Los ajustes obtenidos se pueden observar en las figuras 4 y 5.


Figura 2. Perfil de difracción de la muestra M2. Obtenido del difractómetro de rayos X del laboratorio de la Universidad Industrial de Santander UIS


Figura 3. Perfil de difracción de la muestra M3. Obtenido del difractómetro de rayos X del laboratorio de la Universidad Industrial de Santander UIS


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Figura 4. Ajuste del perfil de difracción de la muestra M2 obtenido mediante el uso del programa TOPAS y la función Pseudo- Voigt.


Figura 5. Ajuste del perfil de difracción de la muestra M3 obtenido mediante el uso del programa TOPAS y la función Pseudo- Voigt.



Al considerar las reflexiones con poca intensidad ubicadas a 27,78°; 29,31° y 35,11° eje 2Theta, durante el ajuste del perfil de difracción mediante el uso del programa TOPAS, se obtiene un porcentaje de cristalinidad de 81 % para la muestra M2 con un valor de Rwp o factor del difractograma ponderado, “weight profile R- factor”, de 2,677. De igual manera

las aproximaciones obtenidas del porcentaje de cristalinidad de la muestra M3, ubicadas a 29,47°, 34,92°, 36,14° y 38,18° eje 2Theta reportan un porcentaje de cristalinidad de 75,17 % con un valor de Rwp de 3,360. En la tabla 1 se presenta el porcentaje de cristalinidad para la quitina y el quitosano obtenido de diferentes fuentes marinas.

Tabla 1. Cristalinidad de quitina y quitosano (analisis de rayos X)

Conchas de camarón marrón

Conchas de camarón

rosa

Plumas de Sepia

Plumas de Calamar

Plumas de Cangrejo

Conchas de Cigala

Quitina 65 66.6 70.82 59.22 59.86 56.94

Quitosano 66 48.9 43.15 41.78 40.99 36.43

Fuente: (Abdou, Nagy, y Elsabee, 2008)

Al comparar estos valores del porcentaje de cristalinidad reportados en el cuadro anterior, se plantea que en el proceso de desacetilación se da un caos en el ordenamiento de las moléculas del polímero, lo cual se manifiesta con un porcentaje de cristalinidad menor en el quitosano que en la quitina; concordando con lo argumentado por Zaku, Emmanuel, Aguzue y Thomas (2011), ya que que la nitidez de las bandas es mayor en las muestras de quitina que en su análogo de quitosano, con ligera disminución en el porcentaje cristalino. Sin embargo, difiere con lo reportado en este estudio, ya que el porcentaje de cristalización fue mayor en la muestra obtenida de las escamas de tilapia, que en el quitosano comercial.

CONCLUSIONESEl quitosano fue extraído de las escamas de tilapia proveniente del departamento del Huila, en donde su preparación siguió los pasos de desmineralización, seguida de desproteinización y desacetilación. El quitosano obtenido M2 mostró similitudes con el quitosano comercial

M3, en lo referente a los picos reportados en 10º y 21º utilizando el difractómero de rayos X, por lo cual podemos decir que es factible obtener quitosano de las escamas de la tilapia (Oreochromis sp); en cuanto al porcentaje de cristalinidad, presentó mejores resultados el quitosano obtenido a partir de escamas de tilapia, con 81 %, utilizando para el proceso de desacetilación un ácido fuerte como es el ácido clorhídrico en una concentración de 37 %; el haber obtenido este polímero implica que puede llegar a ser una opción de valorización de este subproducto con el fin de que la industria piscícola huilense aumente sus ingresos y se desarrolle sosteniblemente este sector.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Centro de Investigación Piscícola Acuapez, así como a la Procesadora de Alimentos (Proceal) y a la Gobernación del Huila, y a la Corporación Universitaria del Huila, Corhuila, por los recursos económicos y el apoyo realizado en esta investigación.

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Corporative social responsibility: model of process development for products with base on PRiSM and the p5 strategy

Responsabilidade Social Empresarial: modelo de processos de desenvolvimento de produtos com base na metodologia PRiSM e a Estratégia P5

Laura Salcedo Díaz**, Andrés Felipe Porto Solano***, Camilo Echeverry Gutiérrez**** Jovanny Boss Agudelo*****, Carlos Alberto Moreno Ortiz******

Responsabilidad Social Empresarial: Modelo de procesos de desarrollo de productos con base

en la Metodología PRiSM y la Estrategia P5*


* Artículo de Investigación resultado del Proyecto Sistémicos del Agro, realizado a partir del trabajo cooperativo entre los grupos AGLAIA, Derecho, Justicia y Estado Social de Derecho, TES, y GISELA, de la Corporación Universitaria Americana y el grupo de investigación del Programa de Administración MBA de Mississippi State University. ** Directora Semilleros de Investigación – Corporación Universitaria Americana, Barranquilla. Diplomado en Docencia Universitaria – Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla. Politóloga - Universidad del Norte, Barranquilla. Magister en Administración de Proyectos – Universidad para la Cooperación Internacional de Costa Rica, San José, Costa Rica. E-mail. [email protected]. *** Docente Investigador – Corporación Universitaria Americana, Barranquilla. Ingeniero Industrial - Universidad del Norte, Barranquilla. Magister (c) en Ingeniería Industrial – Universidad del Norte, Barranquilla. E-mail. [email protected] **** Vicerrector general-Corporación Universitaria Americana, Medellín, Presidente de AMYC, Medellín, Consultor empresarial, Contador Público y Especialista en gestión Tributaria de la Universidad Autónoma Latinoamericana, Magíster en administración empresarial-Tecnológico de Monterrey. E-mail: [email protected] ***** Abogado En ejercicio, Maestrando en Derecho Procesal, Docente Investigador de La Corporación Universitaria Americana de Medellín, adscritos al grupo de investigación Derecho Justicia y Estado Social de Derecho, Coordinador Semillero de Derecho Procesal. E-mail: [email protected] ****** Administrador de empresas. Especialista en Gerencia de Negocios Internacionales. Master in Business Administration – MBA – Mississippi State University, Estados Unidos. Profesor investigador de la Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales UDCA y candidato a Doctor en Educación Agrícola y Extensión de la Universidad Estatal de Mississippi

Autor para correspondencia: Camilo Echeverry Gutiérrez, email: [email protected]ículo recibido: 22/08/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - L. Salcedo Díaz et al - 111•125

RESUMENIntroducción. La Metodología PRiSM y la Estrategia P5 son utilizadas por las organizaciones como guía para poner en práctica objetivos sostenibles e incluyentes que conjuguen los tres parámetros bases de la Responsabilidad Social Empresarial: sociedad, medio ambiente y economía. Con base a esto, se propone un modelo que integre los instrumentos en mención en un nuevo modelo de Procesos de Desarrollo de Productos (PDP). Objetivo. Diseñar un modelo de PDP que integre la Metodología PRiSM y la Estrategia P5, para que las empresas puedan planificar y aplicar la Responsabilidad Social Empresarial. Materiales y métodos. La investigación se basa en una metodología cualitativa, con base a la técnica de revisión documental para realizar el análisis de los distintos modelos de PDP, que permita diseñar

un nuevo modelo que vincule la metodología PRiSM y la estrategia P5, de tal forma que las organizaciones puedan aplicar en sus procesos productivos la RSE, con base a las nociones de la guía Green Project Management. Resultados. Se diseña un modelo que incluye seis PDP, paralelamente al desarrollo de un informe de gestión ambiental, y una evaluación del impacto de la RSE con el fin de desarrollar productos con la consolidación de objetivos de sostenibilidad, acordes a las líneas bases. Conclusiones. Se evidencia que por medio del modelo es posible vincular los ámbitos laboral, económico, ambiental y social. El diseño del modelo es más específico, por enfocarse en el desarrollo de productos, y basarse en el análisis cronológico de distintos modelos clásicos y nuevos.

Palabras clave: proceso de desarrollo de productos, Responsabilidad social empresarial, PRiSM, P5.

ABSTRACTIntroduction. PRiSM methodology and the P5 strategy are used to put sustainable and inclusive objectives into practice, including the three base parameters of SocialCorporative Responsibility: society, environment and economy. With this base, a model that integrates these three instruments in a new product development model (PDM) is proposed. Objective. Design a PDM model that integrates PRiSM methodology and p5 strategy, so companies can plan and apply Corporative SocialResponsibility. Materials and methods. The research work is based on a qualitative methodology, with a revision of documentation to analyze the different PDM models in order to design a new model that integrates PRiSM methodology and

p5 strategy in such a way that organizations can apply CSR on their production processes using the Green Project Management guide as a base. Results. A model with six PDM is designed, simultaneously with the development of an environmental management brief and an evaluation of the CSR´s impact in order to develop products with the consolidation of sustainability objectives proposed according with the base lines. Conclusions. By means of this model it is possible to link the labor, economic, environmental and social aspects. The design of the model is more specific because it focuses on the product development and is based on the chronological analysis of different classic and new models. Key words: product development process, corporative social responsibility, PRiSM, P5.

RESUMOIntrodução. A metodologia PRiSM e a Estratégia P5 são utilizadas pelas organizações como guia para por em prática objetivos sustentáveis e inclusivos que conjuguem os três parâmetros base da Responsabilidade Social Empresarial: sociedade, meio ambiente e economia. Com esta base, se propõe um modelo que integre os instrumentos em menção em um novo modelo de Processos de Desenvolvimento de Produtos (PDP). Objetivo. Desenhar um modelo de PDP que integre a metodologia PRiSM e a estratégia P5, para que as empresas possam planificar

e aplicar a Responsabilidade Social Empresarial. Materiais e métodos. A investigação se baseia numa metodologia qualitativa, com revisão documental para realizar a análise dos diferentes modelos de PDP, que permita desenhar um novo modelo que vincule a metodologia PRiSM e a estratégia P5, de tal forma que as organizações possam aplicar em seus processos produtivos a RSE, com base nas noções da guia Green Project Management. Resultados. Se desenha um modelo que inclui seis PDP, paralelamente ao desenvolvimento de um informe de gestão ambiental, e uma avaliação do impacto da RSE com o fim de desenvolver produtos com a consolidação de

113Responsabilidad Social Empresarial: Modelo de procesos de desarrollo de productos...

objetivos de sustentável, acordes com as linhas base. Conclusões. Se evidência que por meio do modelo é possível vincular os âmbitos laboral, económico, ambiental e social. O desenho do modelo é mais específico por enfocar-se no desenvolvimento de

produtos e basear-se na análise cronológico de distintos modelos clássicos e novos.

Palavras chave: processo de desenvolvimento de produtos, responsabilidade social empresarial, PRiSM, P5.

INTRODUCCIÓNLos cambios que en el mundo se han generado como resultado del abuso de los seres humanos a su entorno, y la búsqueda continua de riqueza en cuanto a poder y dinero, así como de explotación del medio sin evaluación de las repercusiones futuras o afectación a la sociedad, inciden en la necesidad de entablar políticas, estrategias e instrumentos de responsabilidad social en las empresas.

Ya desde finales de los noventa han ido apareciendo en el panorama internacional diferentes iniciativas, códigos e inclusive normas encaminadas a promover un comportamiento más ético, sostenible y respetuoso de las empresas, entidades e instituciones públicas y privadas con la sociedad y el medioambiente. (Avendaño & William, 2013, 153)

Entre estos instrumentos existen algunas normas internacionales que certifican o no a una empresa en cuanto a las formas en que se deben aplicar los enfoques de Responsabilidad Social Empresarial (RSE). Estos además sirven de guía para que las organizaciones tengan objetivos a largo plazo incluyentes y que conjuguen los tres parámetros bases de la RSE: sociedad, medio ambiente, economía; vinculando a su vez a los actores principales para el logro de este enlace: sector empresarial, social y el Estado.

La RSC o RSE, acrónimos de Responsabilidad Social Corporativa o Empresarial respectivamente, se han convertido en tendencias actuales relacionadas con la búsqueda del Desarrollo Sostenible como guía e incluso filosofía de la sociedad actual. Una sociedad con una multiplicidad de tipos de organizaciones que se han transformado, para dejar de considerar

como función principal la productividad de bienes y servicios como un negocio, con el objetivo de cambiar dicha función a una promotora y contribuyente de mejoras para la vida en sociedad por medio del desarrollo económico, social y ambiental.

Acorde a esto, el concepto que hoy se tiene de la Organización y de la gestión no es igual a la que existía antes, “los cambios que diariamente surgen en el mundo influyen notoriamente en el accionar de ésta y con ello la imperiosa necesidad que tiene la Organización, para moldearse y ajustarse a estos cambios” (Loaiza, 2011, 18). Esto implica que tantos los programas, como los proyectos y procesos que lleva a cabo toda empresa, deben estar alineados a esos cambios de paradigmas. Considerando que “normalmente, la responsabilidad social empresarial (RSE) se aprecia desde cuatro ámbitos bien definidos: el laboral, el económico, el ambiental y el social” (Acevedo et. al. 2013, 307).

En este caso, lo que se busca es proponer un modelo para vincular los cuatro ámbitos en mención, por medio de la aplicación de un modelo de procesos de desarrollo de productos (PDP) al que se vincule la Metodología de Proyectos que integran Métodos Sostenibles (PRiSM) y la Estrategia P5™ o People-Planet-Profit-Process-Products, ya que son instrumentos estándar para que la Responsabilidad Social Empresarial pase de ser un discurso, a un hecho en las empresas.

Se crea un modelo relacionado con los procesos de desarrollo de productos, y no a otra parte del funcionamiento de la empresa, porque la mayoría de definiciones y aplicaciones de la RSE, se concentran principalmente en estrategias

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para mejorar las condiciones de los recursos humanos y stakeholders involucrados, y de apaciguar o disminuir los cambios propiciados al entorno ambiental o social. Lo cual evidencia un vacío a la hora de buscar estrategias claras que le permitan a la empresa aplicar la RSE a los procesos productivos.

Se trata entonces de buscar propiciar lo que se identificaba como RSE en eventos internacionales como la Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible, que se llevó a cabo en la ciudad de Johannesburgo en Septiembre del 2002, y el “desarrollo de las actividades de la empresa, asumiendo la responsabilidad de los impactos que genera, creando con ello un valor para sus accionistas y la sociedad a través del empleo de buenas prácticas” (Nuñez, 2003, 5).

MATERIALES Y MÉTODOSEl presente trabajo se basa en una metodología cualitativa, con base a la técnica de revisión documental “según la cual, la revisión de archivos (…) y el análisis de contenido, (…) se convierten en técnicas fundamentales para comprender el significado de las situaciones de tensión alrededor del objeto de estudio” (Álvarez, et.al., 2016, 128).

Así mismo, se organiza el trabajo en tres etapas: 1. Descripción de la metodología PRiSM y de la Estrategia P5, para establecer los puntos de convergencia con la RSE. 2. Análisis de los distintos modelos de Procesos de Desarrollo de Productos (PDP) para integrar uno nuevo que vincule los procesos fundamentales. 3. Diseño de un modelo de PDP que vincule la metodología PRiSM y la estrategia P5, de tal forma que las organizaciones puedan aplicar en sus procesos productivos la RSE.

Para el estudio del PDP se inicia en una revisión de literatura bajo criterio propio de investigación en términos de relevancia para cumplimiento del objetivo, dicha revisión se realizó a fuentes primarias como tesis, artículos relacionados con

el tema central. Ngai, et.al. (2008) argumentan que las revistas especializadas (Journal’s) son las fuentes o recursos usados con mayor frecuencia por investigadores para adquirir información y dar a conocer hallazgos sobre temas nuevos. De esta forma fueron clasificados los artículos por tema, seguidamente por año y finalmente por el tipo de aporte a la comunidad científica que hacían.

Por su parte, la Metodología PRiSM y la estrategia P5 se fundamentan en las nociones de la Green Project Management o Sostenibilidad en la Dirección de Proyectos (GPM), que es la más grande organización de capacitación sobre Sostenibilidad y Dirección de Proyectos Sostenibles en el Mundo, con más de 125 países miembros. La GPM ofrece “buenas prácticas de proyectos enfocadas hacia el cuidado, protección y afectación causada al medio ambiente, la sociedad, el entorno y la responsabilidad social” (Niño, 2015, 18). En síntesis, considera el impacto sobre la sociedad, el ambiente, y la economía de la culminación de un proyecto.

El enfoque abarca las prácticas actuales de trabajo con foco sobre cinco áreas claves; estas áreas específicas son conocidas como P5 o las “Ps” para la dirección de proyectos sostenibles a través de PRiSM, (…) como el mecanismo para llevarlos a cabo. (Niño, 2015, 18)

RESULTADOS

Modelo de procesos de desarrollo de productos vinculada a la metodología PRiSM y la estrategia P5.

Con base al modelo propuesto y a las actividades que hacen parte de la metodología PRiSM y la estrategia P5, se consolida el siguiente modelo de PDP para la vinculación de las actividades productivas de una organización (figura 1), con el logro de objetivos de RSE que puedan tener un análisis de impacto en las líneas bases: Social, del Medio Ambiente y de las Finanzas.


Figu

ra 1

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P5

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A continuación se explica con detalle cada elemento constitutivo del modelo, y los resultados del análisis de cada componente.

Instrumentos para la Responsabilidad Social Empresarial: PRiSM y P5.

Los proyectos basados en una perspectiva de desarrollo sostenible, y además de responsabilidad social empresarial o corporativa, requieren cierta concordancia con la administración de proyectos planificada en torno a estándares y metodologías guías, que permitan evaluar los beneficios, costos y contexto de cualquier proyecto. En este caso se busca aplicar los instrumentos mencionados (PRiSM y P5), no a un proyecto, sino a los procesos productivos de las empresas, es decir, a las actividades necesarias para la generación de un producto.

La metodología PRiSM es el método basado en la sostenibilidad de ejecución de proyectos que reúne herramientas y métodos tangibles para gestionar el equilibrio entre los recursos finitos, la responsabilidad social, y la entrega de los resultados “verdes” del proyecto. Esta reúne una serie de mejores prácticas a la hora de desarrollar la sostenibilidad de las empresas y de los proyectos que lleva a cabo. Además se basa en el Pacto Global de las Naciones Unidas (2015), los 10 Principios y el Marco para Informes de Sostenibilidad GRI-G4, y los Objetivos del Desarrollo del Milenio.

Así como también los ISOS de sostenibilidad, como por ejemplo, el ISO 26000: Guía sobre Responsabilidad Social (Norma, I.S.O, 2006); ISO 50001: Estándar para la Gestión de Energía (ISO, 2011); ISO 9001: Estándar para la Gestión de la Calidad (ISO, 2008); ISO 14001: Estándar para la Gestión Del Medio Ambiente (Norma I.S.O, 2004); ISO 21500: Guía para Dirección y Gestión de Proyectos (ISO, 2012). También algunas guías como la ya mencionada Global, G. M. (2013); ICBR 3.0 de Asociación Internacional de Dirección de Proyectos; la Global Reporting Initiative (GRI); y el PMBOK® del Project Management Institute (2013), versión 5.0.

Además, la metodología PRiSM, tiene como uno de sus fines, favorecer que se lleve a cabo la RSE, la cual es definida por la Global, G. M (2013) como una manera de regulación autónoma corporativa constituida internamente de un modelo de negocio. Además la RSE o RSC, es una política que se desempeña como un componente por el que un “negocio monitorea y asegura su activa conformidad/cumplimiento con el espíritu de la ley, los estándares éticos y las normas internacionales” (Global, 2013, 9).

La Metodología PRiSM incluye un plan para que las empresas evidencien por escrito y planifiquen sus proyectos con una visión de RSE. De este Plan hacen parte los siguientes elementos:

Figura 2. Project Sustainability Management Plan

Fuente: elaborado por los autores con base a Global, G. M (2013).


Pero lo anterior es más que todo vinculado al proyecto, por esto PRiSM establece una forma de hacer un análisis de impacto de los productos, y de los procesos en una Triple Línea Base del proyecto por medio de una perspectiva P5 (figura 3), la cual implica la valoración cuantitativa de

variables cualitativas relacionadas con: El Planeta (Aspecto Ambiental), Las Persona (Aspecto Social), El Beneficio (Aspecto Financiero), El Proceso (Aspecto de Gobernanza) y El Producto (Aspecto Técnico).

Figura 3. La Triple Línea Base y la Gestión de Proyectos

Fuente: Global, G. M (2013).

Para realizar este análisis de impacto del producto y del proceso según la estrategia P5 se asignan unos puntajes a los distintos aspectos mencionados, en una escala de valores sobre la base de una escala positivo/neutro/negativo, que va desde un neutro (0), alto (+ 3), medio (+ o -2), y bajo (-3). Este método es un Proceso

simplificado de Jerarquía Analítica, una de las técnicas analíticas más populares para problemas complejos de toma de decisiones. “Una vez que se completa el análisis, los elementos que suponen un riesgo (cualquier cosa con una puntuación +) deben ser divididos en partes, revisados y mapeados” (Global, 2014, 26)

Tabla 1. Valores otorgados a los elementos de P5

LegendNegative impact Low 1Negative impact Medium 2Negative impact High 3Neutral 0Positive impact Low -1Positive impact Medium -2Positive impact High -3

Fuente: Global, G. M (2013)

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Lo que se busca es que desde una perspectiva de la Triple Línea Base (sociedad, medio ambiente y economía), en cada etapa del producto o fase del proyecto, la sostenibilidad sea contabilizada. La estrategia P5 suele asumir cuatro etapas que siguen los productos: Introducción, El producto se introduce en el mercado. Crecimiento, El

producto comienza a crecer en el mercado. Madurez, El producto se establece y las ventas se incrementan y eventualmente se estabilizan. Declinación, La etapa en la que el producto comienza a declinar o el mercado del producto ya no está allí. ” (Global, 2014, 13)

Tabla 2. Elementos que se evalúan en cada fase -P5.

P5 y la Línea de Base Social P5 y la Línea de Base del Medio Ambiente

P5 y la Línea de Base de las Finanzas

Prácticas Laborales y Trabajo Decente Transporte Retorno sobre la Inversión

Sociedad y Consumidores Energía Agilidad EmpresarialDerechos Humanos Agua Estimulación EconómicaComportamiento Ético Residuos

Fuente: Elaborado por los autores con base a Global, G.M (2014).

A continuación se presenta la descripción y análisis del modelo PDP propuesto, seguido de la vinculación con los procesos del PRiSM y del P5.

Procesos de desarrollo de productos.

El proceso de desarrollo de productos (PDP) se puede describir como una secuencia lógica de actividades (Ernst, Hoyer, & Rübsaamen, 2010), con las cuales se busca constatar y considerar todas las implicaciones que envuelven la concepción y creación de un nuevo producto (Cooper & Kleinschmidt, 1986).

Existen una serie de modelos que describen dicha secuencia lógica de actividades, y esto difiere entre sí precisamente por el orden de la secuencia y las cantidades de actividades contempladas para el desarrollo de nuevos productos. A continuación se presentarán los distintos modelos de proceso de desarrollo de nuevos productos que se analizaron, según año y etapas.

Etapas según Modelos.

Booz y Allen en 1982 fueron los primeros en definir formalmente las etapas para el desarrollo de nuevos productos. En su modelo consideraron

6 etapas cruciales del proceso, las cuales fueron: Generación de idea; Tamizado y Evaluación; Análisis de Negocio; Desarrollo; Evaluación; y Comercialización.

Cuatro años más tarde, Cooper y Kleinschmidt (1986) considerarían en su investigación las etapas sobre deficiencias y el impacto que conlleva el PDP, por lo cual propusieron en su modelo 13 etapas:

1. Selección de idea inicial2. Evaluación preliminar de mercado3. Evaluación técnica preliminar4. Estudio de mercado5. Análisis de negocio/financiero6. Desarrollo del producto7. Ensayo local del producto8. Ensayo del producto por el cliente9. Ensayo del producto en el mercado10. Producción de prueba11. Análisis de pre comercialización del negocio12. Puesta en marcha de la producción13. Lanzamiento al mercado

Por su parte, Krajewsky y Ritzman (1990) consideraron únicamente necesarias 4 etapas para un correcto desarrollo de producto, las


cuales coinciden en con las 2 etapas iniciales del modelo de Booz y Allen (1982), pero difiere del resto por incluir las etapas de Desarrollo y Ensayo, y como última el Diseño de Producto Final.

En el año de 1991 y considerando algunos cambios de etapas respecto a los modelos anteriores, Dwyer y Mellor (1991) propusieron el siguiente orden: Selección inicial de ideas; Evaluación preliminar a nivel técnico y de mercado; Desarrollo del producto; Puesta en marcha de la producción; Análisis de pre comercialización del negocio; Ensayo del producto por el cliente; Ensayo del producto en el mercado,; y Producción de prueba y lanzamiento al mercado.

El diseño del proceso productivo no había sido contemplado de forma implícita en los modelos hasta que Griffin (1992) lo postulara con 5 etapas. Identificación de oportunidades; Desarrollo de concepto; Diseño del producto; Diseño del proceso; y Producción Comercial.

Posteriormente, Guiltinan, Gordon, y Madden (1998) explicarían la necesidad de observar primero el desarrollo del producto antes de analizar la viabilidad del negocio, esto lo hizo ligeramente diferente en cuestión de forma con el modelo de Booz y Allen (1982): Generación de Idea; Tamizado; Desarrollo de Producto; Prueba de Producto y Mercado; Análisis de negocio; y Comercialización.

Es evidente entonces, que los modelos del nuevo mileno se caracterizan por la cantidad reducida de etapas para el desarrollo de nuevos productos. Es así como Guiltinan, Gordon, y Madden (1998), generan un modelo híbrido entre el modelo Krawjesky y Ritzman (1990) y el modelo de Booz y Allen (1982), al incluir las etapas de: Generación de ideas; Desarrollo del concepto; Evaluación y selección de prototipos; y Lanzamiento al Mercado.

Kleef, Trijp, y Luning (2005) también postularon un modelo reducido, diferenciándose hasta el

momento con la etapa de optimización del proceso productivo, que ya Griffin en 1992 había contemplado. De este hacían parte: Identificación de oportunidades; Desarrollo del producto; Optimización del proceso de producción; y Lanzamiento al mercado. Mientras Maxwell, Sheate, y Vorst (2006), reflexionaron que el éxito de cualquier producto se ve jalonado por la aceptación y las percepciones del cliente final, por ello circunscribieron de manera adicional al modelo de Kleef, Trijp, y Luning (2005) la etapa de Revisión del lanzamiento.

Otro modelo corto, es el de Ernst, Hoyer, y Rübsaamen (2010), quienes postulan un modelo parsimonioso que solo considera 3 etapas: Desarrollo del concepto; Desarrollo del producto; e Implementación. Otro es el de Hoyer, et.al. (2010), que al igual que Maxwell y compañía, incluyeron la etapa de Post-Lanzamiento, con el objetivo de retroalimentarse del lanzamiento del producto a fin de generar mejoras.

Finalmente, el modelo de Malins et.al. (2014) considera importante la evaluación e iteración de cambios durante el proceso de diseño sin esperar el costoso proceso de retroalimentación. Este contempla seis etapas: Identificación de problemas; Idealización (Generación divergente de ideas); Síntesis de ideas (Convergencia de ideas, que satisfagan el problema directamente); Iteración (Experimentar múltiples soluciones); Prototipado; y Selección e implementación.

Luego de una revisión detallada de los distintos modelos analizados, se lograron definir 6 actividades que todos los autores de alguna manera mencionan como cruciales o vitales para un buen desarrollo de un producto. Ahora bien, el análisis se centró en unificar criterios sobre dichas actividades, recordando además que algunos manejan un menor número de etapas pero con mayor número de actividades en ellas. Con esto en consideración, las etapas fueron definidas según la revisión documental como se muestra en la figura 4:

120


a) Exploración de nuevas ideas y oportunidades: esta es la primera etapa en el proceso estructurado para el desarrollo de productos, en donde como bien su nombre indica, se generan o surgen ideas nuevas para la creación de nuevos productos. En esta etapa se pueden concatenar, muchas áreas funcionales de la organización o empresa con el fin de lograr dicha generación. Ejemplo de lo anterior sería las sugerencias para nuevos productos por parte del área de I&D (Innovación y Desarrollo) basadas en nuevas tecnologías adquiridas, o bien del área encargada del mercadeo, la cual tiene contacto directo con las necesidades de los consumidores.

b) Selección o tamizado de ideas: esta etapa tamiza las ideas generadas en la etapa anterior con base en aspectos importantes que a futuro impactarían en el éxito o fracaso del mismo. En dichos aspectos es posible encontrar la comerciabilidad de

producto, durabilidad en el mercado, entre otros.

c) Análisis de factibilidad del negocio: es la etapa en donde las organizaciones estudian la viabilidad de inversión para la producción del nuevo producto, teniendo en cuenta, tiempo para su introducción en el bloque productivo actual, costos asociados a dicha producción y las adquisiciones tecnológicas que dicha organización deberá realizar. De forma sencilla, la empresa analiza si su capacidad actual de producción puede adaptarse a la producción del nuevo producto. Este análisis busca a través de pronósticos, verificar que dicha producción del producto sea rentable a futuro, basados en las inversiones que en etapas anteriores se evaluaron.

d) Desarrollo del producto: hasta ahora el producto ha sido consecuente con los recursos, condiciones del mercado y

Figura 4. Propuesta de Modelo de PDP

Fuente: Elaborado por los autores.


objetivos de la empresa, pero no garantiza que su comercialización sea exitosa debido a que será el consumidor hipotético quien decida si adquiere o no el producto. Por tanto, en esta etapa el producto es llevado a la realidad. También es este el momento en el que puede incluirse la actividad de prueba de concepto, en donde son elaborados instrumentos de medición que capten las reacciones de una muestra de consumidores idóneos.

e) Prototipado y pruebas del producto: esta etapa va orientada a las condiciones en las que el producto se comercializaría y consumiría Se contemplan los posibles escenarios en que los usuarios lo consumirían para lo cual resultarían situaciones problemáticas que dicha organización buscaría en lo posible evitar. Se resaltan entonces defectos potenciales, tazas de reemplazo, permanencia en estantes, entre otros. Además esta prueba es la más cercana a la realidad en materia de aceptación o no del mercado. Si bien en etapas anteriores se evaluaron sensaciones y reacciones de una muestra de consumidores idóneos,

ahora bien se demarcará un área geográfica específica antes de abalanzarse a distribuir el producto a gran escala y nivel nacional (internacional). Lo anterior es en realidad la prueba reina del producto, evaluando todas y cada una de las condiciones hipotéticas que se plantearon con anterioridad.

f) Producción y comercialización del producto: esta etapa también resulta crucial en el éxito del producto, puesto que una mala introducción del producto en el mercado puede recabar en total fracaso. Esta mala introducción contempla aspectos como la etapa del año en la que se pretende llenar el mercado, puesto que aspectos como demandas estacionales, recesiones económicas o aspectos macroeconómicos del área geográfica en donde se quisiera trabajar, pondrían en riesgo su aceptación o no del mercado.

DISCUSIÓN

El PDP mantiene similitudes y diferencias con los modelos analizados, tal como se evidencia en la tabla 3.

Fuente: Elaborado por los autores

Tabla 3. Comparativa del modelo propuesto con modelos clásicos, modernos y contemporáneos.

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Esta tabla comparativa muestra el modelo propuesto con los distintos analizados en orden cronológico y con los autores de los mismos para el proceso de desarrollo de productos. A su vez, se muestran las etapas que coinciden con el modelo propuesto y el orden en las que se llevan a cabo cada una de ellas, en algunos casos la etapa del modelo propuesto no es contemplada por los modelos analizados ( N/A) o bien se ejecutan en dos o más etapas (Ejemplo: Exploración de nuevas ideas y oportunidades es contemplado por Dywer en las etapas 1-2).

Para la elaboración de la tabla, fue considerada una unificación de criterios de las etapas descritas por los autores, contemplando las especificaciones y objetivos de cada una de las mismas con relación al modelo propuesto. Se destaca que las etapas 1, 2, 4 y 6 del modelo presentado, se encuentran en todos y cada uno de los modelos estudiados, así mismo el promedio de etapas para el desarrollo de productos es de 5 etapas (excluyendo las etapas del modelo de Cooper & Kleinschmidt, quienes consideran 13 etapas).

Por otro lado, se busca que con el modelo propuesto las empresas puedan presentar un informe basado en la metodología PRiSM, y que de este haga parte un análisis de impacto de acuerdo a la estrategia P5, la cual a su vez contempla las tres líneas bases de la RSE.

Eso se concentra en el proceso de producción en sí, más que en los tipos de recursos. Se pueden encontrar formas a partir de las cuales las empresas pueden ser eficientes y eficaces operativamente, y alinearse a objetivos de RSE. Contrario a los que promueven “las vertientes más blandas de la economía ecológica, y para los economistas ambientales” (Foladori, 2002, 624), según las cuales es suficiente para conseguir un desarrollo que sea tanto capitalista como sustentable, corregir los procesos productivos (Pearce y Turner, 1995). Es decir, que reemplazar “crecientemente los recursos naturales no renovables por los renovables, y también de disminuir tendencialmente la contaminación”

son suficientes para la búsqueda del desarrollo sustentable de las empresas.

Con esta propuesta (figura 1), por lo tanto, se busca que las empresas y las organizaciones en general, puedan tener un modelo para el desarrollo de productos que reúna muchas de las etapas de producción que históricamente han existido, y que al vincularlos con instrumentos de RSE, permitan lo que numerosos estudios han buscado desde los 70´s, “hallar la relación que existe entre Responsabilidad Social Corporativa (RSC) y desempeño financiero” (Toro, 2006, 338).

Además, se concibe la importancia de que las empresas y el Estado sean realistas con respecto a lo que realmente se puede hacer para tener “responsabilidad social”, ya que muchas veces se hacen compromisos que terminan poniendo en riesgo el equilibrio financiero de las empresas (García, Muñoz & Sarmiento, 2015). Caneda (2004) precisa que existen muchos límites para que exista un total compromiso, y por lo tanto, se deben buscar áreas específicas de responsabilidad. Por esto aproximarse a formas para que la RSE se aplique a la dinámica de producción, es clave.

Más aún cuando “los activos físicos ya no son el único recurso crítico. El capital humano ha aumentado su protagonismo, lo mismo que contar con una buena red de proveedores o socios comerciales y compartir tecnología” (De la Cuesta González, 2004, 46). Por esto muchas investigaciones (por ejemplo los estudios de Fernández (2011), Esteban (2007), Aggeri y Acquier (2005), Rivera y Malaver (2011), Volpentesta (2009), Cazal y Dietrich (2005), Perdiguero y Reche (2005)) se enfocan en quienes han buscado una reivindicación: los recursos humanos. Tal como lo evidencia la teoría de stakeholders de Freeman (1990) que establece las ventajas en cuanto a la eficiencia, de las organizaciones al incluirse y vincular a los diferentes tipos de interesados a los proyectos.

CONCLUSIONES

A manera de conclusión inicialmente se debe marcar la diferencia entre los modelos de


actividades analizados, en los que existen una serie de etapas constituidas con base a las acciones que deben ser llevadas a cabo para el PD .

Específicamente entre los modelos se encontró que el PDP se describe como una secuencia lógica de actividades con las cuales se busca constatar y considerar todas las implicaciones que envuelven la concepción y producción de un nuevo producto. Los modelos que describen dicha secuencia lógica de actividades difieren entre sí por el orden de la secuencia y las cantidades de actividades contempladas en cada etapa para el desarrollo de nuevos productos.

Aunque de manera explícita no aparezcan todas y cada una de las etapas del modelo propuesto en los modelos analizados, estos sí las realizan de manera indirecta u obligatoria, por tanto algunos hacen omisión de dichas etapas en sus modelos y centran su atención en aquellas etapas que para su criterio y experiencia son más relevantes y/o cruciales en el éxito de dichos productos.

En general lo que se consigue es un modelo que incluye seis procesos de desarrollo de productos, que de manera paralela desarrolla un informe de gestión ambiental, y una evaluación del impacto de la Responsabilidad Social Empresarial con el fin de desarrollar productos con la consolidación de objetivos de sostenibilidad, acordes a las líneas bases de la sociedad, el medio ambiente y las finanzas. Vale aclarar que el análisis P5 se propone que sea desarrollado en la última etapa del proceso para el desarrollo de un producto, pero que puede realizarse en cualquier otra etapa del proceso, e incluso una vez el producto es inexistente.

La primera etapa es la Exploración de nuevas ideas y oportunidades, en este momento es clave consolidar el Documento de Control de los objetivos medio ambientales, y buscar y documentar el propósito y resumen ejecutivo del proyecto bajo el cual se concibe el producto. La segunda etapa es la selección y tamizado de ideas. Le sigue la tercera etapa, que es el Análisis

de factibilidad del negocio, en esta misma se deben analizar: las Medidas e indicadores clave de rendimiento, el Impacto Ambiental y las Exclusiones del Alcance. La cuarta etapa se refiere al desarrollo del producto, momento en el que es clave hacer un constante estudio de riesgos. La quinta etapa va acorde al Prototipado y pruebas del producto, y finalmente durante la última etapa, que es la de Producción y comercialización del producto, se realiza un análisis P5 y se documenta la parte final de la metodología PRiSM, que se refiere a: las Revisiones y Reporte y una Lista de chequeo del cumplimiento de los objetivos estratégicos.

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Artículo de Revisión / Review Article / Artigo de Revisão


Removal of heavy metals commonly generated by industrial activities, by means of neotropical macrophytes

Remoção de metais pesados comumente gerados pela atividade industrial, empregando macrófitas neotropicales

Diego Iván Caviedes Rubio**, Daniel Ricardo Delgado***, Alfredo Olaya Amaya****

Remoción de metales pesados comúnmente generados por la actividad industrial, empleando macrófitas neotropicales*

*Artículo de revisión derivado del proyecto de investigación “Evaluación de la capacidad de las macrófitas (Eichhornia crassipes, Lemna minor y Cymbopogon nardus) para la remoción de metales pesados y algunos antibióticos y hormonas comúnmente presentes en aguas residuales agroindustriales” financiado por la Universidad Cooperativa de Colombia y el CONADI, y realizado entre los años 2014 y 2015. **Magíster en Ecología y Gestión de Ecosistemas Estratégicos y Candidato a magíster en Ingeniería y Gestión Ambiental. Docente investigador de la Universidad Cooperativa de Colombia, sede Neiva. *** Doctor en Química Farmacéutica. Docente investigador de la Universidad Cooperativa de Colombia, sede Neiva. **** Doctor en Ingeniería, Área de Recursos Hidráulicos. Docente de la Universidad Surcolombiana, Neiva.

Autor para correspondencia: Diego Iván Caviedes Rubio, e-mail: [email protected]ículo recibido: 15/09/2015 ; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENEste documento recopila resultados de numerosas investigaciones referentes al empleo de 30 especies de plantas acuáticas comunes en el trópico americano para la remoción de algunos metales pesados de uso común en la actividad industrial, que se han reportado

en aguas residuales. De igual manera, incluye la revisión de aspectos metodológicos para la experimentación con estas plantas, las condiciones a escala de laboratorio y las técnicas más empleadas para la cuantificación química de los microcontaminantes.

Palabras clave: metales pesados, remoción, acuáticas flotantes.

ABSTRACTThis document gathers results from several research Works about the use of 30 aquatic common plants from the American tropical zone for the removal

of some heavy metals commonly used in industrial activities, and which have been reported in waste water. The paper also includes the revision of methodological aspects for the experiments with these plants, the conditions at scale of laboratories

127Remoción de metales pesados comúnmente generados por la actividad industrial...

and the most used techniques for the chemical quantification of the microcontaminants.

Key words: heavy metals, removal, floating aquatic plants.

RESUMOEste documento recopila resultados de numerosas investigações referentes ao emprego de 30 espécies de plantas aquáticas comuns no trópico americano para a remoção de alguns metais pesados de uso comum na atividade industrial, que se há reportado

em águas residuais. De igual maneira, inclui a revisão de aspectos metodológicos para a experimentação com estas plantas, as condições a escala de laboratório e as técnicas mais empregadas para a quantificação química dos micro-contaminantes.

Palavras chave: metais pesados, remoção, aquáticas flutuantes.

INTRODUCCIÓN

Las plantas acuáticas, también conocidas como macrófitas, están representadas por toda la vegetación que crece en la zona litoral de lagos, embalses y ríos, ya sea en la zona de interface agua-tierra (emergentes), sobre la superficie de agua (flotantes) o totalmente sumergida (sumergidas). Actualmente se han reportado aproximadamente 42 familias de dicotiledóneas acuáticas, 30 familias de monocotiledóneas, 6 familias de pteridofitas y 17 familias de briofitas (Hamilton, Evert y Eichhorn, 1992; Roldán y Ramírez, 2008); en total, se tienen registros de 2614 especies de macrófitas vasculares en todo el mundo, de las cuales 984 se encuentran en la biorregión neotropical (nativas de América, desde el norte de México hasta el centro de Argentina), clasificadas en 192 géneros y de las cuales el 61 % (604 especies) se encuentran clasificadas como endémicas (Chambers, Lacoul, Murphy y Thomaz, 2008). Su dominancia invasiva en los ecosistemas acuáticos es consecuencia del éxito adaptativo que les confiere su plasticidad fenotípica que, igualmente, puede ser potenciada con la oferta de recursos en ecosistemas acuáticos alterados por el hombre, básicamente en los que se ha alterado la composición fisicoquímica y/o se ha reducido su caudal natural (Rial, 2013). Las macrófitas enraizadas o emergentes toman los nutrientes de los sedimentos o del agua intersticial de estos, pero las flotantes los toman simplemente del agua; estas características han permitido emplearlas como una tecnología ecológica denominada Fitorremediación que ha recibido cada vez más atención luego del descubrimiento de especies hiperacumuladoras con la capacidad de absorber,

acumular, trasladar y concentrar gran cantidad de ciertos elementos tóxicos en sus estructuras, principalmente metales pesados y productos xenobióticos (Rahman y Hasegawa, 2011).

Los usos industriales de los metales y otros procesos internos (por ejemplo, la quema de combustibles fósiles, incineración de residuos, tubos de escape de automóviles, los procesos de fundición y la utilización de los lodos de depuradora como material de relleno y fertilizantes) han introducido grandes cantidades de metales pesados potencialmente tóxicos en la atmósfera y en los ambientes acuáticos y terrestres (Fu y Wang, 2011. O’Connell, Birkinshaw, y O’Dwyer, 2008); cantidades cercanas a 109 kg/año de metales traza son emitidas al medio hidrosférico, siendo las aguas residuales domésticas, las plantas térmicas, las fundiciones y las acerías, las principales fuentes de emisión (tabla 1); el orden de flujos de emisión a la atmósfera corresponde a Mn > Zn > Cu ≈ Cr > Pb > Ni > V > As ≈ Mo > Se > Cd ≈ Sb > Hg (Domenech y Peral, 2008. Nemerow y Dasgupta, 1998).

La toxicidad de los metales pesados depende de su movilidad en el medio que, a su vez, depende de su especiación química, persistencia y tendencia de acumulación o bioacumulación (Domenech y Peral, 2008. Kumar et al. 2012). En la tabla 2 se describen los síntomas típicos de la intoxicación, la dosis letal en la dieta humana y los niveles de contaminación máximos (NCM) establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos [USEPA] (Nguyen et al. 2013. Spiro y Stigliani, 2006), la Unión Europea y por la legislación Colombiana (MADS, 2015) para algunos metales pesados.

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - D. I. Caviedes Rubio et al - 126•149

Plantas acuáticas para remoción de contaminantes

Debido a la habilidad que tienen las macrófitas acuáticas para asimilar hasta cierto punto todos los constituyentes del agua considerados como contaminantes, estas se han empleado en la detección y remoción de sustancias en efluentes de aguas residuales domésticas e industriales

Tabla 1. Principales actividades industriales generadoras de metales pesados

INDUSTRIA METALES PROCESO Y CONTAMINACIÓN DERIVADAPinturas y pigmentos Pb, As, Cr, Zn, Ti, Ba Residuos acuosos procedentes de la fabricación y el dete-

rioro de la pintura vieja.Aleaciones y aceros Te, Pb, Ni, Cu, Zn Cd,

As, Te, Mo, UFabricación, eliminación y reciclaje de metales. Relaves y escoriales. Contaminación aguas y suelo.

Fundición Pb, As, Cd, Tl Procesado del mineral para obtención de metales, Conta-minación atmosférica. Residuos sólidos.

Metalúrgica Cu, Cr, Mn, Zn, Pb, Sb Procesado térmico de metales. Contaminación atmosfé-rica.

Hidrocarburos As, Cu, Cr, Fe, Hg, Ni, Pb, Ag, Mn

Proceso de exploración, explotación y refinería generando contaminación las aguas superficiales, subterráneas y del suelo.

Baterías Pb, Sb, Zn, Cd, Ni, Hg Fluido residual de la pila, la contaminación las aguas subte-rráneas y del suelo.

Gestión de Residuos Zn, Cu, Cd, Pb, Ni, Cr, Hg, Mn

Incineración de residuos o en lixiviados. Contaminación atmosférica, de las aguas superficiales, subterráneas y del suelo.

Corrosión Metálica Fe, Cr, Pb, Ni, Co, Zn Inestabilidad de los metales expuestos al medio ambienteGalvanoplastia Cr, Ni, Zn, Cu Los efluentes líquidos de procesos de recubrimiento.

Contaminación hídrica.Minería de metales ferrosos

Cd, Cu, Ni, Cr, Co, Zn Drenaje ácido de mina, relaves, escombreras. Generación de lodos.

Agricultura y Ganadería Cd, Cr, Mo, Pb, U, V, Zn, As, Mn, Cu

Contaminación de escorrentía, aguas superficiales y sub-terráneas, Producción de agroquímicos, la bioacumulacion vegetal y animal.

Electrónica Pb, Cd, Hg, Pt, Au, Cr, As, Ni, Mn

Residuos metálicos acuosos y sólidos desde el proceso de fabricación y reciclaje. Contaminación atmosférica e hídrica.

Servicios y otras Acti-vidades

Cd, Cr, Hg, Ag, Pb, Zn, Sn, Fe, Ni, Mo, V, Mn, Co.

Atención a servicios de salud, Pompas fúnebres y activida-des relacionadas, Generación de energía eléctrica.

Extracción de mine-rales

As, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn Presencia en las menas como en los subproductos. Con-taminación de las aguas superficiales, subterráneas y del suelo.

Fuente: (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible [MADS], 2015, O’Connell, Birkinshaw, y O’Dwyer, 2008, Domenech y Peral, 2008).

(Bolaños, Casas y Aguirre, 2008); la importancia de las macrófitas radica en su facilidad para ser empleadas en núcleos rurales debido a su bajo consumo de energía convencional y a la practicidad en el montaje y operación de los sistemas de tratamiento. Aun así, todavía no se han esclarecido rigurosamente los procesos que tienen lugar en la depuración de aguas residuales con macrófitas flotantes (Martelo y Lara, 2012).


Los tratamientos de aguas residuales que involucran macrófitas han demostrado ser eficientes en la remediación de aguas con contenidos de nutrientes, materia orgánica y sustancias tóxicas como arsénico, zinc, cadmio, cobre, plomo, cromo, y mercurio (Shi, Wang, Rousseau y Lens. 2010; Martelo y Lara, 2012). A pesar de la diversidad de especies del trópico americano, las especies Eichhornia crassipes, Pistia strartiotes y Lemna minor han sido las más investigadas en tratamientos de aguas residuales debido a su fácil y exitosa adaptación a las condiciones ambientales.

Remoción de metales pesados

Los ecosistemas acuáticos se utilizan directa o indirectamente, como receptores de líquidos y sólidos potencialmente tóxicos de origen doméstico, agrícola e industrial, que incluyen altas concentraciones de nutrientes, materia

Tabla 2. Síntomas de la intoxicación típicos y los niveles de contaminación máximos (NCM) establecidos por (USEPA), la Unión Europea [UE] y por la legislación Colombiana

Metal Pesado Toxicidad

Dosis Letal en

Dieta Humana mg/día

NCM (mg/L)

USEPA UE Colombia

As Manifestaciones cutáneas, canceres viscerales, en-fermedad vascular

50 - 340 0,05 0,05 0,1 - 0,5

Cd Trastorno renal, efectos carcinógenos, mutagéni-cos y teratogénicos

1,5k – 9 k 0,01 0,05 0,1

Cr Dolor de cabeza, diarrea, náuseas, vomito, alope-cia, carcinógeno

3k – 8k 0,05 0,25 0,5

Cu Daños hepáticos, enfermedad de Wilson, insom-nio, irritación intestinal

175 – 250 0,25 0,25 1

Ni Dermatitis, náuseas, asma crónica, tos, alopecia, carcinógeno humano

-- 0,2 0,25 0,5

Zn Depresión, fatiga, mareos, signos neurológicos y aumento de la sed

6k 0,8 1 3

Pb Teratogénicidad cerebral, enfermedades renales, vasculares y neuronales

10k 0,006 0,25 0,2 - 05

Hg Artritis reumatoidea y enfermedades renales, vas-culares y neuronales

150 - 300 0,00003 0,05 0,02

K: Significa miles de miligramos/día.

Fuente: Adaptado de Nguyen et al; 2013; Unión Europea, 2010; [Secretaria Distrital de Ambiente de Bogotá [SDAB], 2010; MADS, 2015).

orgánica y metales pesados que deben ser controlados (Kim, Igunnu y Chen, 2014). Gran variedad de plantas se han empleado para la remoción de nitrógeno, fósforo, sólidos, materia orgánica y metales, obteniéndose de estos últimos buenas eficiencias a escala real y de laboratorio; las tasas de remoción de metales en los humedales dependen del tipo de elemento (Hg> Mn> Fe = Cd> Pb = Cr> Zn Cu => Al> Ni> As), sus formas iónicas, las condiciones del sustrato, la temporada, y las especies de plantas, debido a la diversidad de tolerancias a elevadas concentraciones de algunos metales (Kim et al. 2014. Ali, Khan y Sajad, 2013. Kearney y Zhu, 2012).

Generalmente la mayor acumulación de metales se observa en el sistema radicular de la planta donde diferentes estructuras celulares almacenan, retienen y oxidan diferentes especies de metales para luego dar paso y facilitar el transporte a

130


las partes aéreas, donde su concentración por bioacumulación depende, en gran medida, de la temporada vegetativa, en particular, la acumulación puede aumentar bruscamente al final de la temporada de crecimiento (Bragato, Brix y Malagoni, 2006 ). Las plantas flotantes tienen la propiedad de no promover la adsorción del metal al sustrato, pero sí, de almacenarlo en su biomasa (Marchand, Mench, Jacob y Otte, 2010); por otro lado, las macrófitas enraizadas (emergentes) son generalmente más influenciadas por los metales en los sedimentos que por del agua; por lo tanto, la bioacumulación es mayor cuando hay sedimentos contaminados por metales pesados (Bonanno y Lo Giudice, 2010).

A continuación, en la tabla 3, se presenta una recopilación de los resultados de diversos estudios realizados para evaluar la capacidad de remoción de metales pesados empleando plantas

acuáticas. Las plantas sobre las que se realiza la revisión son las 30 macrófitas de distribución neotropical que registran mayor número de estudios publicados; en esta tabla se registran los valores máximos removidos y acumulados por cada planta respecto a 10 metales pesados (As, Fe, Cr, Pb, Zn, Ni, Cu, Cd, Mn, Hg). De este grupo de 30 especies, 13 son flotantes (Eichhornia Crassipes, Pistia strartiotes, Lemna minor, Lemna gibba, Azolla Caroliniana, Azolla filiculoides, Azolla pinnata, Salvinia molesta, Salvinia natans, Salvinia herzogii, Spirodela polyrrhiza, Wolffia, Hydrocotyle ranunculoides), 12 son emergentes (Typha latifolia, Phragmites communis, Polygonum hydropiperoides, Typha domingensis, Alternanthera sessilis, Juncus, Phragmites australis, Ludwigia, Eleocharis acicularis, Spartina alterniflora, Paspalum distichum, Scirpus americanus) y 5 sumergidas (Potamogeton spp, Elodea nutalli/canadienses, Chara vulgaris/corallina, Nitella, Ceratophyllum demersum).

Tabla 3. % de remoción y potencial de acumulación de metales pesados empleando plantas acuáticas neotropicales

ESPECIE TAMAÑO%R PA %R PA

FUENTEAs mg/Kg Fe mg/Kg

Eichhornia Crassipes µ, M, G 80 910 60-90 610Rai, 2009; Alvarado et al. 2008. Kumar et al, 2008; Marchand et al, 2010

Pistia strartiotes µ, M, G 82 1430 87-95Marchand et al, 2010; Basu, Kumar & Mukherjee, 2003. Kumar et al. 2008.

Lemna minor µ, M, G 70 300 93 1420Goswami et al, 2014. Uysal, 2013. Alvarado et al. 2008. Rahman et al, 2011.

Lemna gibba µ, M, G 13 1021Sasmaz & Obek, 2009. Mkandawi-re et al, 2004a; Mkandawire et al, 2004b.

Azolla Caroliniana µ, M, G 25-60 284 538 Azizur & Hasegawa, 2011; Rahman & Hasegawa, 2011; Pandey, 2012

Azolla filiculoides µ, M 40 60 Guimaraes, Aguiar, Oliveira, Silva & Karam, 2012. Zhang et al. 2008

Azolla pinnata µ, G 30-60 95 850 Bharti & Kumar, 2012. Azizur & Hasegawa, 2011


Tabla 3. % de remoción y potencial de acumulación de metales pesados empleando plantas acuáticas neotropicales (continuación)



Salvinia molesta µ, M 19 628 70bin Abd Razak et al. 2013. Ashraf, Maah & Yusoff, 2013. Ashraf et al, 2011.

Salvinia natans µ, M, G 18 38-88 Dhir & Srivastava, 2011. Rahman, Hasegawa, Ueda, Maki & Rahman, 2008

Salvinia herzogii µ, M 88 802 Hadad, Maine, Natale & Bonetto, 2007. Espinoza et al. 2005.

Typha latifolia µ, M, G 12 1,1 91-98 Schwindaman, Castle & Rodgers, 2014; Ye et al. 2001

Typha domingensis G 2,5 73-80 10,8

Bonanno, 2013. Marchand et al. 2010. Maine, Suné, Hadad, Sánchez & Bonetto, 2009. Maine, Suné, Hadad, Sánchez & Bonetto, 2007.

Phragmites communis/australis M, G 60-88 120 79 -86

Marchand et al. 2010; Du Laing et al. 2009; Windham, Weis & Weis, 2003.

Spirodela polyrrhiza µ, M 79 900 65-83 230Zhang et al, 2011; Marchand et al. 2010; Kumar et al, 2008; Rahman et al, 2007;

Potamogeton spp µ 144 605 Upadhyay, Singh & Rai, 2014. Ro-binson et al. 2006.

Elodea nutalli/canadienses µ, M, G 1442 94 4160

Begum & HariKrishna, 2010. Thiébaut et al, 2010. Robinson et al. 2005.

Chara vulgaris/corallina µ, M 3 5040 Ye et al. 2001. Rai et al. 1995Hydrocotyle ranunculoides G 1050 Zarazúa et al. 2013

Polygonum hydropiperoides µ, G 763 Robinson et al. 2005

Ceratophyllum demersum µ, G 765 95 Xue, Yan, Sun & Luo, 2012; Abda-

llah, 2012; Rai et al. 1995Alternanthera sessilis µ 40 Rai et al. 1995.

Eleocharis acicularis µ 25 1470Sakakibara, Ohmori, Ha, Sano & Sera, 2011. Ha, Sakakibara &Sano, 2009b.

Juncus µ 92 26 Rahman & Hasegawa, 2011. Robin-son et al. 2005.

Ludwigia G 10100 Kongroy, Tantemsapya, Lin, Ren & Wirojanagud, 2012

Spartina alterniflora M, µ 32 7,2 54 1357Carbonell, Aarabi, DeLaune, Gam-brell & Patrick, 1998; Breteler, Teal, Giblin & Valiela, 1981.

Paspalum distichum Gra, 41 Bhattacharya, Chakraborty & Banerjee, 2010

132





Scirpus americanus µ 1230 Santos et al. 2007

Wolffia µ 79Xie, Huang , Li , Rensing & Zhu, 2013


FUENTECr mg/Kg Pb mg/Kg

Eichhornia Crassipes µ, M, G 60 - 89 6000 84 12500Benítez et al, 2011; Hu et al. 2007; Delgado et al. 1993; Mahamadi & Nharingo, 2010.

Pistia strartiotes µ, M, G 64 - 99 1600 90 - 99Khan et al. 2009; Miretzky et al. 2004; Basu, Kumar & Mukherjee, 2003.

Lemna minor µ, M, G 48 -97 1750 98,5 1820Bharti & Kumar, 2012; Debusk, Laughlin & Schwartz, 1996; Rai, 2009

Lemna gibba µ, M, G 85 600 96 2500 Abdallah, 2012; Marchand et al, 2010

Azolla Caroliniana µ, M, G 74-95 356 90 416 Bennicelli et al, 2004; Stepniewska et al. 2005

Azolla filiculoides µ, M 77 12383 42 -90 228Arora et al, 2006. Khosravi et al, 2005; Oren et al,2004; Sood et al, 2012. Benaroya et al, 2004

Azolla pinnata µ, G 78 290 55 420 Rai, 2009; Jain, Vasudevan & Jha, 1990.

Salvinia molesta µ, M 39 - 99 28 367 Ashraf et al, 2013; Mishra, Dwivedi & Misra, 2010; Srivastav et al, 1994.

Salvinia natans µ, M, G 45 10,6 50-66 Dhir & Srivastava, 2011. Rai, 2009. Rahman et al, 2008

Salvinia herzogii µ, M 70 - 99 2,4 90 Uysal, 2013; Martelo & Lara, 2012. Hadad et al. 2007

Typha latifolia µ, M, G 82 89-99 3200 Santos et al, 2007; Ye et al, 2004; Baker et al, 1997. Deng et al, 2004

Typha domingensis G 58-65 5,5 45 7,6Travaini, Mesquita & Sipaúba, 2015. Mufarrege, 2012. Debusk et al. 1996

Phragmites communis/australis M, G 51 - 87 4 64 -81 4,5

Sultana, Akratos, Pavlou & Vayenas, 2014. Windham, Weis & Weis, 2001

Spirodela polyrrhiza µ, M 62-95 900 50 43 Marchand et al, 2010; Rai et al, 1995. Srivastav et al. 1994.

Potamogeton spp µ 2000 78 -79 3700 Upadhyay, Singh & Rai, 2014; Peng et al. 2008. Gulnaz, 2009

Elodea nutalli/canadienses µ, M, G 6 80 161 Chandra & Kulshreshtha, 2004. Ma-

yes, MacIntosh & Anderson, 1977




FUENTECr mg/Kg Pb mg/Kg

Chara vulgaris/corallina µ, M 51 260 56 1656Sooksawat et al, 2013; Gulnaz, 2009; Ye et al, 1997; Rai et al. 1995.

Hydrocotyle ranunculoides G 135 120

Zarazúa et al. 2013; Rizzo et al. 2012.

Polygonum hydropiperoides µ, G 97 18 96 90

Liu, Li, Shao, Xu & Wang, 2010; Liu et al, 2007

Ceratophyllum demersum µ, G 90 1100 80 2570

Robinson et al. 2005. Osmolovs-kaya & Kurilenko, 2005; Saygideger et al, 2004;

Alternanthera sessilis µ 25 20 Rai et al. 1995.

Eleocharis acicularis µ 80 820 Ha et al, 2011. Ha, Sakakibara, Sano, Hori &Sera 2009a

Juncus µ 34 15000 Deng et al. 2004.Ludwigia G 44 186 83 Vardanyan & Ingole, 2006.

Nitella µ, M 14 79 97 21650Gomes & Asaeda, 2009; Gomes & Asaeda, 2013; Sooksawat et al. 2013

Spartina alterniflora M, µ 85 45-63 7 Cambrolle´ et al, 2011; Windham et al. 2001

Paspalum distichum Gra, 4288 99 51 Bhattacharya et al. 2010; Wong, Lau, Li & Tang, 1993.

Scirpus americanus µ 99 41 99 148 Santos & Barron, 2011; Carranza et al, 2008; Gilbert, 1990


FUENTEZn mg/Kg Ni mg/Kg

Eichhornia Crassipes µ, M, G 95 10000 48 1200Priya & Selvan, 2014; Kumar et al. 2008; Low, Lee & Tai, 1994.

Pistia strartiotes µ, M, G 92 41 2-5,2 Marchand et al. 2010. Khan et al. 2009. Kumar et al. 2008.

Lemna minor µ, M, G 63,5 58000 95 5500Sekomo et al, 2012. Basile et al. 2012. Rai, 2009. Miretzky et al. 2004.

Lemna gibba µ, M, G 98 15600 63 1,8 Demin et al, 2013; Khellaf & Zerdaoui, 2009.

Azolla Caroliniana µ, M, G 347 299 Pandey, 2012. Stȩpniewska et al. 2005

Azolla filiculoides µ, M 44 1200 85 1000Khosravi et al, 2005; Sela et al, 1989. Zayed et al, 1998. Sood et al, 2012.

Azolla pinnata µ, G 68 950 66 1800 Rai, 2009; Jain, Vasudevan & Jha, 1990.

134




FUENTEZn mg/Kg Ni mg/Kg

Salvinia molesta µ, M 22 222 72Ashraf et al, 2013; Ashraf et al, 2011; Srivastav et al, 1994

Salvinia natans µ, M, G 52 4,8 90 6295Dhir & Srivastava, 2011; Rai, 2009; Sen & Bhattacharyya, 1994

Salvinia herzogii µ, M 42 7,5 52Martelo & Lara, 2012. Hadad et al. 2007. Espinoza et al. 2005.

Typha latifolia µ, M, G 99 1231 47 297Bhatia & Goyal, 2014. Deng, Ye & Wong, 2004. Lim et al, 2003. Qian, Zayed, Zhu, Yu & Norman, 1999.

Typha domingensis G 98 1,5 90 48Bonanno, 2013. Mufarrege, 2012. Maine et al. 2009. Hadad et al. 2006.

Phragmites communis / australis M, G 85 132 58 2,3

Marchand et al, 2010. Du Laing et al, 2009. Samecka-Cymerman et al, 2004

Spirodela polyrrhiza µ, M 90 305 72 Marchand et al. 2010. Rai, 2009. Kumar et al. 2008.

Potamogeton spp µ 67 6600 170 Rai, 2009. Singh et al. 2005. Tripathi et al. 2003.

Elodea nutalli/canadienses µ, M, G 84 442 75 28

Thiébaut et al. 2010. Begum & HariKrishna, 2010. Nakada et al, 1979.

Chara vulgaris/corallina µ, M 18 6467 1 Sooksawat et al, 2013; Ye et al. 2001; Ye et al, 1997

Hydrocotyle ranunculoides G 98 115 93 Rizzo et al. 2012. Rodriguez, Zafra

& Balda, 2004

Polygonum hydropiperoides µ, G 98 247 93 61 Liu et al, 2010; Liu et al, 2007;

Rodriguez et al. 2004

Ceratophyllum demersum µ, G 14000 774 Abdallah, 2012. Kara, 2010. Kes-

kinkan et al, 2007. Rai et al. 1995.

Eleocharis acicularis µ 50 73,5 Ha et al, 2011. Ha et al, 2009a. Ha et al. 2009b

Juncus µ 10000 43 Teuchies et al. 2013; Deng et al. 2004

Ludwigia G 165 45 Vardanyan & Ingole, 2006

Nitella µ, M 37 6800 Sooksawat et al. 2013

Spartina alterniflora M, µ 2,6 47 Cambrolle´ et al, 2011; Kraus, Weis & Crow, 1986

Paspalum distichum Gra, 75 91 330 Bhatia & Goyal, 2014; Bhattachar-ya et al. 2010.

Scirpus americanus µ 210 Bhattacharya, Banerjee, & Gopal, 2006. Gilbert, 1990; Gilbert, 1990




FUENTECu mg/Kg Hg mg/Kg

Eichhornia Crassipes µ, M, G 86 - 95 7000 80 0,001Kumar et al. 2008. Molisani et al. 2006. Zhu et al, 1999. Low et al. 1994.

Pistia strartiotes µ, M, G 68 - 97 1000 80 0,0001Marchand et al. 2010. Kumar et al. 2008. Miretzky et al. 2004. Kumar et al, 2009.

Lemna minor µ, M, G 77 -90 400 57 115Sekomo et al. 2012. Rai, 2009. Miretzky et al. 2004. Sitarska et al. 2014.

Lemna gibba µ, M, G 77 Marchand et al. 2010.

Azolla Caroliniana µ, M, G 286 75 578 Pandey, 2012. Bennicelli et al. 2004.

Azolla filiculoides µ, M 22 62 Benaroya et al, 2004. Sela et al. 1989

Azolla pinnata µ, G 93 260 94 505Bharti & Kumar, 2012. Rai, 2009. Kumar et al. 2012. Rai & Tripathi, 2009

Salvinia molesta µ, M 21 680 1,2 Ashraf et al. 2013. Ashraf et al. 2011. Molisani et al. 2006

Salvinia natans µ, M, G 90 76 Dhir & Srivastava, 2011. Sen & Mondal, 1990.

Salvinia herzogii µ, M 94 4,4 Espinoza et al. 2005. Schneider & Rubio, 1999.

Typha latifolia µ, M, G 83 28 Santos et al. 2007. Deng et al. 2004. Lim et al, 2003.

Typha domingensis G 16 11,5 Travaini et al. 2015. Bonanno, 2013.

Phragmites communis / australis M, G 43-79 7 70 6,2

Bhatia & Goyal, 2014. Du Laing et al. 2009. Samecka et al. 2004. Afrous et al. 2011.

Spirodela polyrrhiza µ, M 88-96 99 50 350Marchand et al. 2010. Rai, 2009. Kumar et al. 2008. Rai et al, 1995. Kumar et al. 2009.

Potamogeton spp µ 95 62,4 590 Peng et al. 2008. Singh et al. 2005. Rai, 2003.

Elodea nutalli/canadienses µ, M, G 72-86 18 2,2 Regier et al. 2013. Begum & Hari-

Krishna, 2010; Nakada et al. 1979.

Chara vulgaris/corallina µ, M 63 0,001 Rai et al. 1995. Heumann, 1987.

Hydrocotyle ranunculoides G 71 17 Zarazúa et al. 2013; Rizzo et al.

2012. Rodriguez et al. 2004Polygonum hydropiperoides µ, G 97 25 Liu et al, 2010; Rodriguez et al.

2004

Ceratophyllum demersum µ, G 90 6200 1,1 Regier et al. 2013. Keskinkan et al.

2007. Schneider & Rubio, 1999.

136




FUENTECu mg/Kg Hg mg/Kg

Alternanthera sessilis µ 37 Rai et al. 1995.

Eleocharis acicularis µ 52 20200Ha et al. 2011. Sakakibara et al. 2011.

Juncus µ 860 Deng et al. 2004

Ludwigia G 148 0,16Coelho et al. 2011. Vardanyan & Ingole, 2006.

Nitella µ, M 1,3 ATSDR, 1999.

Spartina alterniflora M, µ 54 9,5 0,12 Chai et al. 2011. Breteler et al. 1981.

Paspalum distichum Gra, 83 282 Bhatia & Goyal, 2014. Bhattachar-ya et al. 2010.

Scirpus americanus µ 255 50Santos & Barron, 2011. Carranza et al. 2008. King, Harmon, Fu & Gladden, 2002. Gilbert, 1990.


FUENTECd mg/Kg Mn mg/Kg

Eichhornia Crassipes µ, M, G 40-85 2200 120-880

Marchand et al. 2010. Rai, 2009. Maine, Duarte & Suñe, 2001.

Pistia strartiotes µ, M, G 63-87 86-98 Maine et al. 2001. Maine, Suñe & Lagger, 2004.

Lemna minor µ, M, G 33-50 1495 99 990 Bharti & Kumar, 2012. Debusk et al. 1996. Kumar et al. 2012

Lemna gibba µ, M, G 90 14000 Demin et al, 2013. Mkandawire, Taubert & Dudel, 2004b

Azolla Caroliniana µ, M, G 22 259 274 Pandey, 2012. Stȩpniewska et al. 2005.

Azolla filiculoides µ, M 62-95 9000 Benaroya, 2004. Sela et al. 1989

Azolla pinnata µ, G 85 740 98 1020 Bharti & Kumar, 2012. Rai, 2009. Kumar et al. 2012.

Salvinia natans µ, M, G 27 35 Dhir & Srivastava, 2011

Salvinia herzogii µ, M 63 96 8 Suñe et al, 2007. Espinoza et al. 2005. Maine et al. 2001.

Typha latifolia µ, M, G 96-99 1890 71-100 Deng et al. 2004. Ye et al, 2001; Ye et al, 1997

Typha domingensis G 50 0,1 380 Travaini et al. 2015. Debusk et al. 1996

Phragmites communis / australis M, G 17-56 0,1 99 Marchand et al. 2010; Du Laing et

al. 2009. Samecka et al. 2004.

Spirodela polyrrhiza µ, M 63-80 118 65 54 Marchand et al. 2010; Rai, 2009; Rai et al, 1995.

Potamogeton spp µ 92 596 86 16000 Rai, 2009. Peng et al. 2008. Singh et al. 2005. Rai, 2003.




FUENTECd mg/Kg Mn mg/Kg

Elodea nutalli/canadienses µ, M, G 94 32 16000

Thiébaut et al. 2010. Nakada et al. 1979. Mayes et al. 1977.

Chara vulgaris/corallina µ, M 17 385 Rai et al. 1995. Heumann, 1987.Hydrocotyle ranunculoides G 640

Zarazúa et al. 2013. Rizzo et al. 2012.

Polygonum hydropiperoides µ, G 92 20 Liu et al. 2010. Liu et al. 2007

Ceratophyllum demersum µ, G 60 90 Schneider & Rubio, 1999. Rai et

al, 1995.

Alternanthera sessilis µ 60 50 82 Chinmayee et al, 2013; Rai et al. 1995.

Eleocharis acicularis µ 26 239 Ha et al. 2011. Sakakibara et al. 2011.

Juncus µ 20 41 Bhatia & Goyal, 2014; Deng et al. 2004.

Nitella µ, M 95 1544 Sooksawat et al. 2013. Spartina alterniflora M, µ 390 Chai et al. 2011.

Paspalum distichum Gra, 98 1360Bhatia & Goyal, 2014. Bhattachar-ya et al. 2010. Wong, Lau, Li & Tang, 1993.

Scirpus americanus µ 4,3 80-100 4037 Bhatia & Goyal, 2014; Santos & Barron, 2011; Carranza et al. 2008

Wolffia µ 80 80000 Xie et al. 2013. Upatham et al. 2002

%R: Porcentaje de Remoción de metales pesados. PA: Potencial de acumulación de metales pesados medidos en mg/Kg en peso seco. µ: Microcosmos. M: Mesocosmos. G: Grande.


Tolerancia de las macrófitas y efectos tóxicos de los metales pesados

La absorción y acumulación de los elementos depende de las especies químicas disponibles en el entorno, así como en la morfofisiologia de la planta. En general las macrófitas acuáticas se asemejan en que su sistema radicular se reduce o degenera completamente; en que la cutícula es muy delgada, permitiendo a los brotes adsorber metales directamente del agua, y finalmente, en que su sistema vascular se reduce y la corriente de transpiración es limitada o inexistente (Malec, Mysliwa, Prasad, Waloszek y Strzałka, 2011); estudios anteriores han demostrado que las

macrófitas emergentes son más sensibles que las sumergidas y estas, a su vez, más sensibles que las flotantes (Azaeda y Zaman, 2013). Por otro lado, las plantas acuáticas presentan diversos mecanismos de tolerancia a los metales pesados entre los que se incluye la inmovilización del metal, cuyos mecanismos, entre otros, corresponden a la deposición en la pared celular, el intercambio catiónico y la sorción por biomasa (viva y no viva) (Yang y Ye, 2009); la quelación es otro mecanismo empleado por las macrófitas, donde cationes como el glutatión, fitoquelatinas, metalotioneinas o compuestos como aminoácidos, fenoles o ácidos orgánicos,

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actúan como agentes quelantes, formando complejos estables con iones metálicos, para de esta manera limitar la circulación de sustancias tóxicas en el organismo vegetal (Delmail y Labrousse, 2014). Por su parte, los mecanismos de translocación son los responsables de trasladar los metales a otros órganos para su deposición, a través del xilema u otros tejidos, y finalmente las macrófitas presentan diversas transformaciones metabólicas para generalmente reducir el estrés oxidativo, modificando agentes reductores y aumentando la actividad enzimática (Malec et al. 2011; Sharma, Singh y Manchada, 2015).

El estudio de la tolerancia de las macrófitas a la presencia de metales pesados en el agua y a su absorción metabólica presenta un amplio índice de resultados, los cuales, independientemente de las especies y de los metales estudiados, exponen múltiples variaciones en los resultados publicados, como consecuencia de la variedad de las dimensiones experimentales, del pH del agua en que se realiza la prueba, de la concentración del metal y de los tiempos de exposición a este, así como también influye la estación o ubicación geográfica en donde se realiza la prueba e, incluso, la presencia de determinada biota microbiana con la cual la planta puede establecer una relación simbiótica que favorezca la tolerancia a determinados metales.

Los efectos de la toxicidad de los metales, dependiendo de la especie expuesta, son muy similares y se traducen en patologías como cambio del color del follaje y la inhibición de la fotosíntesis; inhibición o dificultad para el crecimiento de los tejidos vegetales y síntesis enzimática, y estrés oxidativo, entre otros. A continuación, se presentarán algunos efectos patológicos causados por la exposición a niveles tóxicos de diferentes metales.

Cobre (Cu)

El Cu juega un importante papel en la síntesis de metaloenzimas y la transferencia de energía, y es esencial en la estabilidad estructural de los cromosomas. Pero, el exceso de Cu acumulado en el tejido vegetal, principalmente en la raíz, puede

ser tóxico para las plantas; afecta varios procesos y crecimientos fisiológicos y bioquímicos, a partir del estrés oxidativo que genera (Azaeda y Zaman, 2013), como, por ejemplo, la reducción del nitrógeno total metabolizado y el aumento de anomalías en la mitosis observable en la punta de la raíz; disminuye el contenido de clorofila e inhibe el crecimiento foliar (Mishra et al. 2010; Marchand et al. 2014).

Cadmio (Cd)

El Cd no es un elemento esencial para el crecimiento vegetal, pero sus efectos tóxicos sobre los sistemas biológicos se potencian debido a que los iones de Cd2+ son fácilmente absorbidos por las estructuras radiculares de muchas especies de plantas y luego trasladados a las hojas. El Cd puede ser nocivo a una concentración de 5 a 30 mgKg-1 (Teuchies et al. 2013); principalmente inhibe el crecimiento al afectar la fotosíntesis, fluorescencia de la clorofila y la absorción de nutrientes por las plantas (Mishra et al. 2010). El cadmio también genera estrés oxidativo mediante la liberación de radicales libre y especies reactivas de oxígeno que destruyen los lípidos de membrana, proteínas, pigmentos y ácidos nucleicos, induciendo así la muerte de las plantas (Foyer, Lelandais y Kunert, 1994; Bonanno y Lo Giudice, 2010).

Cromo (Cr)

El Cr, en ninguna de sus formas (Cr6+) y (Cr3+), es esencial para las plantas. Es tóxico para la mayoría de las plantas superiores a 10 g Kg-1 de peso seco, inhibiendo su crecimiento y desarrollo (Davies et al. 2002). Se bioacumula principalmente en las raíces y un mínimo en órganos vegetativos y reproductivos (Vymazal et al. 2007; Bonanno y Lo Giudice, 2010). La razón de la alta acumulación en las raíces podría ser su inmovilización en las vacuolas de las células de la raíz, lo que hace que sea menos tóxico; por lo tanto, puede ser una reacción natural de defensa de la planta en respuesta a la toxicidad, reduciendo el Cr6+ a Cr3+ durante su paso a través de la endodermis (Shankers et al; 2005).


Arsenico (As)

La toxicidad por arsénico depende de su especiación; las especies de arsénico inorgánico generalmente son más tóxicas que las especies orgánicas. As3+ es más tóxico que el As5+, y el ácido dimetilarsínico (DMAA) y ácido monomethylarsonico (MMAA) son más tóxicos que sus compuestos originales. Las vegetales reducen de manera eficiente el As5+ a As3+ (Zhao et al; 2009) y se han reportado niveles de tolerancia superiores a los 1000 mg Kg-1 en peso seco (Azizur y Hasegawa, 2011). El arseniato es un análogo de fosfato y, por lo tanto, interfiere con los procesos celulares esenciales, tales como la fosforilación oxidativa y la síntesis de ATP, mientras que la toxicidad de As3+ es debido a su habilidad para unirse a grupos sulfhidrilo, con los consiguientes efectos perjudiciales sobre el funcionamiento general de proteínas (Tripathi et al. 2007).

Zinc (Zn)

Aunque el Zn es un elemento esencial para las plantas superiores debido a su participación en muchos procesos metabólicos, la exposición prolongada a altas concentraciones de este metal genera efectos tóxicos debido al estrés oxidativo (Azaeda y Zaman, 2013), como el incremento de la permeabilidad de la membrana de la raíz y afectación a la actividad de varias enzimas (Mishra et al. 2010). Su rango fitotóxico oscila entre los 500 y 1500 mg Kg-1 (Chaney, 1989; Teuchies et al. 2013).

Mercurio (Hg)

La acumulación del Hg es predomínate en las raíces de las plantas; esto suprime la absorción de N, P y K, inhibe la biosíntesis de clorofila y reduce el contenido de proteínas en el follaje de la planta (Kumar et al. 2009). La fotosíntesis es afectada tanto en la fase lumínica como en la fase a oscuras, debido a la sustitución del átomo central de Mg presente en las moléculas de clorofila, por un átomo de Hg (Patra y Sharma, 2000).

Manganeso (Mn)

El Mn es un micronutriente esencial para las plantas y juega un papel importante en la actividad

de diversos tipos de enzimas. Se considera que es tóxico para las plantas en un rango de 50-500 mg Kg -1 (Bonanno y Lo Giudice, 2010). Su efecto tóxico en altas concentraciones se evidencia en el desarreglo de la aerénquima hoja y una reducción en el crecimiento de las plantas, clorofila total, concentración de carotenoides y antocianinas, y una baja actividad de la catalasa (Lizieri, Kuki y Aguiar, 2012).

Hierro (Fe), Níquel (Ni) y Plomo (Pb)

La toxicidad causada por la exposición al hierro en las macrófitas es muy variable respecto a la especie; generalmente el efecto que se evidencia es la reducción del crecimiento, aunque no impide su recuperación (Immers et al. 2014). Por otro lado, el Ni es requerido en menor cantidad para los procesos metabólicos de las macrófitas. Concentraciones de más de 5 mg Kg-1 son venenosas, como resultado de la inhibición de la fotosíntesis y la reducción del crecimiento (Bonanno y Lo Giudice, 2010). Contrario a los dos metales anteriores, el Pb no es un elemento esencial en los organismos vegetales, por lo que puede resultar téxico, tiende a acumularse en las raíces, y presenta escasa translocación en los órganos de la superficie. Su rango fitotóxico es de 30 a 300 mg Kg-1 (Teuchies et al. 2013; Roos, 1994). Este metal disminuye la síntesis de clorofila, la actividad enzimática y el transporte mitocondrial de electrones (Mishra et al. 2007).

Técnicas analíticas para cuantificar metales pesados

Las técnicas más utilizadas para la cuantificación de metales pesados corresponden a la espectrometría de absorción atómica con corrección de fondo (Fernandez, Roeckel y Aspe, 2014; Liang et al. 2013); también se realiza con llama o en ausencia de esta (Sekomo et al. 2012). En otros casos, se emplea el método de plasma acoplado inductivamente a absorción atómica (Teuchies et al. 2013; Bennicelli et al. 2004).

Cuando la técnica se requiere para medir la bioacumulación en el tejido vegetal, las muestras, dependiendo de la morfología de la especie, deben tener un proceso de secado que oscila entre 70 y 105 °C en hornos convencionales de

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secado vegetal u hornos microondas, durante períodos de 1 a 3 días (Sekomo et al. 2012; Benítez et al. 2011). Luego o durante el proceso de secado, el material vegetal se degrada con ácidos (HCl o HNO3) y se vuelve a secar durante un período corto, para luego someterlo a alguna de las técnicas anteriores (Teuchies et al. 2013; Kumar et al. 2009).

Experimentos a escala de laboratorio

El mayor porcentaje de estudios sobre remoción de contaminantes que incluyen plantas acuáticas se realiza a escala de laboratorio; algunos como Zimmels, Kirzhner y Kadmon (2009) incluyen procesos de aireación y recirculación de las aguas tratadas, las cuales pueden ser aguas residuales verdaderas o simplemente soluciones acuosas de un contaminante específico a remover. En algunos casos los recipientes que contienen entre 15 y 50 L del líquido a tratar (Sekomo et al. 2012; Nesterenko, Zimmels, Kirzhner y Armon, 2012; Shi et al. 2010) se irradian con luz artificial y otros se cubren para impedir la evapotranspiración. Los tiempos de exposición o retención al agua residual o al contaminante específico fluctúan entre 1 día o hasta 6 semanas (Sekomo et al. 2012).

Las muestras de plantas se toman de su propio hábitat o en crecimiento natural controlado (Zimmels, Kirzhner y Malkovskaja, 2006). En muchos casos las muestras se esterilizan sumergiéndolas en etanol o en un proceso que incluye al etanol y posteriormente al hipoclorito de sodio; se lavan finalmente con agua destilada y se incluye una mezcla preservativa de plantas, todo esto para evitar la acción de bacterias y hongos (Guimaraes et al. 2012; Nesterenko et al. 2012).

CONCLUSIONESEl tratamiento para la remoción de contaminantes presentes en aguas residuales de diferentes orígenes, utilizando macrófitas para su bioabsorción, está atrayendo en mayor proporción la atención para su aplicación como tratamiento secundario. Se puede observar

que la información respecto de investigaciones que emplean plantas acuáticas del trópico americano, para remover contaminantes, es amplia para especies como Eichhornia Crassipes, Pistia strartiotes y Lemna minor, las cuales han demostrado su versatilidad y tolerancia; pero también se puede observar que las investigaciones, con estas especies, encaminadas a remover microcontaminantes xenobióticos y algunos metales pesados específicos, es limitada.

Las técnicas de cuantificación de microcontaminantes, a pesar de su complejidad y especificidad, se encuentran bien definidas y certificadas de acuerdo con diversos parámetros internacionales de calidad. Para el caso de los contaminantes tratados en este estudio, las técnicas más utilizadas son la espectrometría de masas (MS), la cromatografía líquida de alta precisión (HPLC) y la espectrofotometría (UV), ya sea, a partir de muestras del agua tratada o de material vegetal.

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Rice husk as an alternative in decontamination processes

A casca de arroz como uma alternativa em processos de descontaminação

Oriana Llanos Páez*, Andrea Ríos Navarro**, César Augusto Jaramillo Páez***,Luis Fernando Rodríguez Herrera****

La cascarilla de arroz como una alternativa en procesos de descontaminación

* Bióloga, Universidad del Tolima, Facultad de Ciencias. [email protected]. ** Bióloga, Universidad del Tolima, Facultad de Ciencias. [email protected]. *** Magister en Química, Docente Universidad del Tolima. [email protected]. **** Magister en Química, Docente Universidad del Tolima. Autor para correspondencia: Luis Fernando Rodríguez Herrera, email: [email protected]ículo recibido: 11/7/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016.

RESUMENEl desarrollo industrial trae consigo graves consecuencias para el ambiente y la salud, debido a la generación de desechos tóxicos como resultado de sus procesos; estos desechos incluyen metales pesados que se vierten indiscriminadamente en los afluentes. Una alternativa de descontaminación incluye la utilización de residuos como la cascarilla

de arroz que, gracias a características fisicoquímicas, promete ser un buen adsorbente de metales pesados. Se han realizado diversos estudios de adsorción variando parámetros como tamaño de partícula, pH, tiempo de contacto y concentración inicial del metal. Estas variables se deben controlar para garantizar una mayor eficiencia en el proceso.

Palabras clave: cascarilla de arroz, metales pesados, adsorción, descontaminación.

ABSTRACTThe development of industries has brought serious harm to the environment and health, due to the generation of toxic waste as a result of those industries´ processes. This waste includes heavy

metals that are indiscriminately poured on water bodies. A decontamination alternative includes the use of remains, such as rice husk, that, thanks to its physical-chemical characteristics, looks like a good adsorbent of heavy metals. Several adsorption studies have been made, varying parameters such as particle



151La cascarilla de arroz como una alternativa en procesos de descontaminación

size, pH, contact time and initial concentration of metals. These variables must be controlled in order to guarantee a higher efficiency in the process.

Key words: rice husk, heavy metals, adsorption, decontamination.

RESUMOO desenvolvimento industrial traz consigo graves consequências para o ambiente e a saúde, devido à geração de resíduos tóxicos como resultado dos seus processos; estes resíduos incluem metais pesados que se despejam indiscriminadamente nos afluentes. Uma alternativa de descontaminação inclui a utilização de resíduos como a casca de arroz que, graças a características físico-químicas, promete ser um

bom adsorvente de metais pesados. Se há realizado diversos estudos de adsorção variando parâmetros como tamanho de partícula, pH, tempo de contato e concentração inicial do metal. Estas variáveis se devem controlar para garantir uma maior eficiência no processo.

Palavras chave: casca de arroz, metais pesados, adsorção, descontaminação.

INTRODUCCIÓN El desarrollo industrial ha traído consecuencias desfavorables para el ambiente, debido a que los procesos industriales generan grandes cantidades de desechos tóxicos, entre los que se encuentran los metales pesados, los cuales se vierten a los afluentes de forma indiscriminada; ello ha provocado que al nivel mundial exista una preocupación para controlar y reducir las concentraciones de estos (Khalid, Ahmad, Toheed y Ahmed, 2000).

Las fuentes de metales pesados que generan el mayor riesgo de contaminación ambiental son las industrias de pintura, metalúrgica, minería, curtido, agroindustria, textiles, las cuales en su mayoría vierten sus desechos en cuerpos de agua (Akhtar, Iqbal, Kausar, Bhanger y Shaheen, 2010). Los metales pesados no se degradan y tienden a acumularse en los organismos vivos pasando a través de la cadena trófica, y en pequeñas concentraciones pueden causar graves enfermedades y desórdenes en el organismo (Chuah, Jumasiah, Azni, Katayon y Choong, 2005; Kumar y Bandyopadhyay, 2006).

Se ha determinado que los metales pesados son peligrosos para la salud humana ya que pueden llegar a causar severos daños en los riñones, el sistema nervioso, el sistema reproductivo, el

hígado y el cerebro (Karnib, Kabbani, Holail y Olama, 2014; Naiya, Bhattacharya, Mandal y Das, 2009); también pueden causar cáncer en el tracto digestivo y en los pulmones, epigastria, diarrea severa y hemorragia, entre otros (Bansal, Garg, Singh y Garg, 2009). Además de causar daños a la salud humana también se pueden generar graves daños en el ambiente, especialmente en la fauna presente en los ecosistemas acuáticos (Bohli, Ouederni, Fiol y Villaescusa, 2015; Rocha et al., 2012; Rocha, Dias, Boufleur y Santos, 2014).

Existen diferentes metodologías para la eliminación de los metales pesados (tabla 1) clasificadas en tres categorías principalmente; químicas como intercambio iónico, precipitación electroquímica, electroflotación, oxidación, precipitación química, coagulación y floculación (Balsamo et al., 2011). Estas metodologías tienen limitaciones que radican en su alto costo de operación y en la generación de subproductos como lodos contaminantes (Ali, 2013; El-Shafey, 2007); una segunda categoría son métodos físicos como filtración por membrana (nanofiltración, ósmosis reversa, electrodiálisis); su corto tiempo de vida útil los convierte en un proceso poco atractivo para ser utilizado a gran escala (Ahmaruzzaman, 2011); por último están los métodos biológicos como la utilización

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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - O. Llanos Páez et al - 150•160

de microorganismos como algas, levaduras, bacterias y hongos los cuales sirven para acumular y degradar diferentes contaminantes;

sin embargo, requieren de grandes áreas para su ejecución, y se ven limitados por variaciones ambientales (Ahmaruzzaman, 2011).

A partir de estos métodos, se han generado alternativas de bajo costo e impacto ambiental que reduzcan las concentraciones de metales pesados en los afluentes (Khan, Ibrahim y Subramaniam, 2004).

Tales alternativas involucran procesos de adsorción donde diversos materiales, producto de procesos agrícolas, han sido usados con el fin de remover contaminantes presentes en cuerpos de agua como bagazo de caña de azúcar (Ali, 2013; Mohan y Singh, 2002), cáscara de coco (Bhatnagar, Vilar, Botelho y Boaventura, 2010), aserrín (Yasemin y Zequi, 2007; Yu, Zhang, Shukla, Shukla y Dorris, 2000); unos de los más usados en remoción de metales pesados de cuerpos acuosos son los carbones activados (Bishnoi, Bajaj, Sharma y Gupta, 2004; Guo et al., 2003; Selvi, Pattabhi y Kadirvelu, 2001), que presentan dificultades para su preparación ya que requieren agentes que mejoren la remoción de material inorgánico, lo que puede aumentar su costo (Babel y Kurniawan, 2003); también hay residuos agrícolas que ofrecen un futuro

Tabla 1. Tecnologías físicas, químicas y biológicas para la remoción de metales pesados de cuerpos de agua

MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Oxidación Proceso rápido para remoción Alto costo energético y formación de subproductos

Intercambio iónico Buena remoción de un amplio rango de metales pesados

El adsorbente requiere regeneración o adecuada disposición

Filtración por membrana Buena remoción de metales pesados

Alta producción de lodos, costoso

Coagulación / floculación Económico y factible Alta producción de lodos

Tratamiento Electroquímico

Proceso rápido y efectivo para ciertos metales

Altos costos energéticos y formación de subproductos

Tratamiento biológico Factible en la remoción de algunos metales

Tecnología que aún no está establecida y comercializada

Fuente: Sobhanardakani, Parvizimosaed y Olyaie (2013)

prometedor en procesos de adsorción, como es el caso de la cascarilla de arroz que debido a sus propiedades fisicoquímicas se postula como un buen adsorbente de metales pesados (Wong, Lee, Low y Haron, 2003). Dentro de sus características se encuentra que cuenta con un área superficial de 270 m2/g aproximadamente (Malik, 2003); además, una vez calcinada presenta más del 90 % de óxido de silicio, el cual tiene tamaño fino y alta reactividad, compuesto al que se le atribuye gran capacidad de remoción de contaminantes, como metales pesados (Kurtis y Rodrígues, 2003).

Esta revisión pretende brindar un amplio panorama de la utilización de la cascarilla de arroz en procesos de remoción de metales pesados de cuerpos de agua contaminados por aquellos y los principales factores que intervienen en el proceso como pH, concentración de los metales, tiempo de contacto y tamaño de partícula del adsorbente, y así evidenciar una alternativa económica y de fácil aplicación para procesos de descontaminación.


del peso inicial, constituida principalmente por sílice entre un 87 y 97 % debido a que no se disocia al quemarse, y pequeñas cantidades de sales inorgánicas (Arcos et al., 2007; Valverde, Sarria y Monteagudo, 2007).

En un análisis próximo realizado en cuatro diferentes países y en diferentes variedades de arroz se evidencian valores similares para las características evaluadas (Carbón fijo, material volátil y ceniza) (Valverde et al., 2007). En promedio la cascarilla de arroz cuenta con un 64,30 % de material volátil, un 16,10 % de carbono fijo y un 19,54 % de ceniza; es en esta última donde se concentra el contenido de dióxido de sílice que supera el 90 %, y gracias a su fino tamaño y su alta reactividad ha sido utilizado en industrias como la del cemento (Kurtis y Rodrigues, 2003), como fuente para preparar compuestos a base de silicio (Krishnarao, Mahajan y Kumar, 1998) y zeolitas (Panpa y Jinawath, 2009); además, ha sido ampliamente utilizada en procesos de remoción de contaminantes como lo son los metales pesados y colorantes (Ajmal, Rao, Anwar, Ahmad y Ahmad, 2003; Bishnoi et al., 2004; Chandrasekhar y Pramada, 2006; Lakshmi, Srivastava, Mall y Lataye, 2009; Rodriguez et al., 2012).

La tabla 2 muestra la composición general de la cascarilla de arroz, donde se evidencia una gran proporción de celulosa. Autores como Doria et al. (2011) le atribuyen la capacidad de adsorción de la cascarilla de arroz a los compuestos lignocelulósicos que posee.

CASCARILLA DE ARROZ

La producción mundial de arroz en el año 2015 ha sido aproximadamente 491 millones de toneladas, de las cuales la cascarilla representa entre 20 y 25 % de la producción total de arroz; se estima su cantidad en aproximadamente 123 millones de toneladas (FAO, 2016).

La producción de arroz mecanizado en Colombia es de aproximadamente 1.558.044 toneladas, de las cuales 389.511 corresponden a cascarilla (DANE, 2015); estas son cantidades apreciables de desechos que se producen a nivel nacional y que deben ser aprovechados eficientemente para reducir la contaminación por este residuo. Entre los usos que se le ha dado a la cascarilla se encuentran la producción de silicatos (Ahumada y Rodríguez-Páez, 2006; Arcos, Macíaz y Rodríguez-Páez, 2007) y biocombustibles (Álvarez, López, Amutio, Bilbao y Olazar, 2014), y como material para la producción de cemento puzolánico (Kurtis y Rodrígues, 2003; Romano y Rodrígues, 2008); otra alternativa es el uso como material adsorbente en procesos de remoción de contaminantes, con el fin de solucionar problemas de contaminación (Rodríguez, Salinas, Ríos y Vargas, 2012).

La cascarilla de arroz es un tejido vegetal lignocelulósico constituido por un 85 % de material orgánico, representado por celulosa, lignina, D-xilosa y pequeñas cantidades de D- galactosa (Krishnarao, Subrahmanyam y Kumar, 2001).

Cuando la cascarilla de arroz es sometida a altas temperaturas produce ceniza entre el 13 y 29 %

Tabla 2. Composición de la cascarilla de arroz.

ANÁLISIS COMPOSICIONAL % ABUNDANCIA % PROMEDIO

REPORTADO

Celulosa 60,12 41,20

Hemicelulosa 11,19 21,00

Lignina 6,66 22,40

Cenizas 15,90 17,40

Fuente: Doria, Hormaza y Suarez, (2011)

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Tabla 3. Composición química de la ceniza de cascarilla de arroz

COMPUESTO PESO TOTAL (%)

SiO2 98,02

Al2O3 0,52

Fe2O3 0,11

MnO 0,01

MgO 0,11

CaO 0,23

Na2O 0,10

K2O 0,38

TiO2 0,02

P2O5 0,08

Otros 0,42

Fuente: Alvarez et al. (2014)

Tabla 4. Características fisicoquímicas de la cascarilla de arroz

CARACTERÍSTICAS UNIDADES VALOR

Densidad aparente g/ml 0,73

Contenido de humedad % 6,62

Contenido de ceniza % 45,97

Tamaño de partícula µm 200,00

Área superficial m2/g 272,50

Acidez superficial meq/gm 0,10

Basicidad superficial meq/gm 0,45

Fuente: Malik (2003)

En el proceso de combustión, se genera una variedad de óxidos, dentro de los que se destaca el dióxido de silicio en una proporción del 98 % (tabla 3). Adicionalmente la cascarilla tiene unas propiedades que le confieren su capacidad

de adsorción como lo es su área superficial y el tamaño de partícula (tabla 4). Aprovechando y modificando estas características se podrían lograr altos porcentajes de remoción de metales pesados.

CASCARILLA DE ARROZ COMO MATERIAL ADSORBENTE DE METALES PESADOS

Debido a las características fisicoquímicas que presenta la cascarilla de arroz se ha postulado este residuo agroindustrial como un material viable y económico para la remoción

de diferentes contaminantes como tintes y principalmente metales pesados (Khan et al., 2004; Akhtar, Bhanger, Iqbal y Hasany, 2006). El hecho de que sea un residuo de fácil manejo y acceso lo hace llamativo, puesto que usándolo en procesos de descontaminación se están solucionando dos problemas ambientales de


forma directa, ya que se da uso y manejo a la cascarilla y se remueven contaminantes de gran impacto ambiental de los cuerpos de agua. Esto se evidencia en los múltiples estudios que se han desarrollado en este campo y con este material.

Debido a la alta toxicidad de los metales pesados, la investigación se ve enfocada en la remoción de estos, lo que ha sido demostrado en diferentes estudios, como el realizado por Bishnoi et al. (2004) sobre remoción de Cr (VI), usando cascarilla de arroz carbonizada a 300 °C y activada con alúmina; ellos encontraron que a pH ácidos (2-4) menor tamaño de partícula (0,30 mm), aumento en la dosis del adsorbente (0,60 -1,40 g/100 mL) y tiempo de contacto de 1 hora, se alcanzan porcentajes de remoción por encima del 95 %; en otro estudio para remover Cr (VI) realizado por Bansal et al. (2009) utilizando la cascarilla de arroz previamente hervida y tratada con formaldehido 1 %, tamaño de partícula de 0,30 mm, adsorbente de 0,20 g/100 mL, pH de 2-7, encontraron un porcentaje de remoción por encima del 70 %.

En Colombia también se ha investigado acerca del uso de este material en remoción de Cr (VI) en sistemas acuosos; tal es el caso de Rodríguez et al. (2012), quienes prepararon tres diferentes materiales a partir de la cascarilla de arroz, los cuales consistieron en calcinar la cascarilla a 450 °C para obtener ceniza, cascarilla de arroz activada con H3PO4 y ceniza activada con NaOH; estos los usaron en una matriz real, obtuvieron resultados de 49,20, 54,50 y 72,80 %, respectivamente, y encontraron la activación química con NaOH como el tratamiento más eficiente. En otro estudio realizado por Doria et al. (2011) donde no se le aplicó tratamiento a la cascarilla y usando un tamaño de partícula de 0,50 mm, rango de pH 1-12, y concentración del metal de 3 mg/L, lograron una máxima remoción del 100 % a pH 1 con una dosificación de 3 g/L. Estos estudios comprueban que la cascarilla de arroz es un material capaz de adsorber de forma eficiente el cromo (VI). La cascarilla de arroz también ha sido probada como adsorbente en otros metales como el mercurio (II) el cual ha aumentado su presencia en los afluentes y de la

misma manera su toxicidad en los seres vivos, al verse implicado en el avanzado desarrollo de las actividades mineras (Garay, 2013). Estudios como el realizado por Feng, Lin, Gong, Sugita y Shoya (2004), en donde la cascarilla fue lavada con HCl 1 N y llevada a cenizas a 700 °C por 4 horas, con tamaño de partícula de 43 a 175 µm, alcanzaron una remoción de 3,23 mg Hg/g C.A, demostrando una gran capacidad de adsorción. Autores como Rocha, López, Duarte y Pereira (2013) también han usado este residuo como alternativa para remover mercurio (II); ellos lavaron la cascarilla con agua destilada, la secaron a 60 °C y obtuvieron un tamaño de partícula de 500 µm; la máxima adsorción estuvo por encima del 90 % usando una concentración del metal de 500 µg/L.

Este material residuo de actividades agrícolas ha sido usado en otros metales, donde ha demostrado ser un buen adsorbente (tabla 5).

VARIABLES DE ADSORCIÓN DE LA CASCARILLA DE ARROZ

Efecto de tiempo de contacto y de la concentración inicial del metal

En el proceso de adsorción de metales pesados se debe tener en cuenta la concentración inicial del metal a tratar y el tiempo que este dura en contacto con el material adsorbente (cascarilla de arroz). Estudios realizados por Zhang et al. (2013) donde trataron la cascarilla de arroz con NaOH 0,10 M para evaluar su efecto en la superficie del material, obtuvieron que con una concentración inicial del metal en solución a 25 mg/L, 0,10 g/L del adsorbente y con un tiempo de contacto máximo de 150 minutos, se logró evidenciar que en los primeros 10 minutos la remoción fue rápida, luego se mantuvo casi constante hasta alcanzar a remover hasta un 95,20 % del metal; por otro lado Bhattacharya et al. (2006) analizaron la remoción del mismo metal usando ceniza de cascarilla de arroz como adsorbente y encontraron que usando la misma concentración que en el estudio anterior el porcentaje de remoción de zinc (II) aumenta al incrementar

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el tiempo de contacto hasta 4 horas, pero disminuye cuando aumenta la concentración del metal logrando una remoción máxima del 96,80 %. También se han realizado estudios en otros metales como el plomo (II) en donde Naiya et al. (2009) trabajaron con ceniza de cascarilla de arroz y encontraron que el tiempo de equilibrio de adsorción se obtiene en 1 hora a una concentración de 10 mg/L; también se evidencia que a medida que aumenta la concentración del metal la adsorción disminuye, debido a que se saturan los sitios de enlace disponibles entre el metal y el adsorbente; el cromo (VI) ha sido ampliamente tratado debido a su gran toxicidad. Un ejemplo es el trabajo realizado por Bansal et al. (2009) donde modificaron la cascarilla de arroz en dos tratamientos; uno fue el adsorbente prehervido y el otro tratado con formaldehído;

Tabla 5. Reporte de la capacidad de adsorción de metales pesados usando cascarilla de arroz

METAL PESADO REFERENCIA CAPACIDAD DE

ADSORCIÓN (%)

Cadmio (II)

Akhtar et al. (2010) 97,10

Srivastava, Mall y Mishra (2008) 29,80

Ajmal et al. (2003) 99,00

Cobre (II)

Sobhanardakani, Parvizimosaed y Olyaie (2013) 66,00

Wong et al. (2003) 95,00

Akhtar et al. (2010) 95,10

Cromo (VI)

Doria et al. (2011) 100,00

Bishnoi et al. (2004) 93,28

Rodríguez et al. (2012) 72,80

Eggs, Salvarezza, Azario, Fernández y García (2012) 100,00

Georgieva, Tavlieva, Genieva y Vlaev (2015) 98,70

Sivakumar (2015) 88,30

Plomo (II)Naiya et al. (2009) 99,30

Akhtar et al. (2010) 99,50

Zinc (II)

Srivastava et al. (2008) 62,50

Zhang et al. (2013) 95,20

Bhattacharya, Mandal y Das (2006) 96,80

Akhtar et al. (2010) 96,80

Arsénico (III) Amin et al. (2006) 96,00


las concentraciones a evaluar fueron las mismas en cada tratamiento (10, 30, 50, 70 mg/L) y evidenciaron comportamientos de adsorción similares, pues en cada caso el porcentaje de adsorción es proporcional al tiempo de contacto hasta los 120 min donde se vuelve constante; similar a los otros casos demuestran que a medida que aumenta la concentración inicial del metal disminuye el porcentaje de adsorción, logrando a 10 mg/L un porcentaje de remoción por encima del 60 % en cada tratamiento. Se han realizado numerosos estudios de remoción de metales pesados con cascarilla de arroz y el porcentaje de remoción se comporta de una manera similar frente a la concentración inicial del metal y al tiempo de contacto (Ajmal et al., 2003; Srivastava et al., 2008; Taha, Kiat, Shaharun y Ramli, 2011).


Efecto de pH

A partir de la gran variedad de estudios realizados en procesos de adsorción de metales pesados se ha comprobado que el pH es una variable fundamental en este proceso en donde pequeñas variaciones pueden generar grandes cambios en la adsorción; además, puede variar según el metal con el que se efectúe el proceso; como lo describen Asadi, Shariatmadari y Mirghaffari (2008), esta variable es indispensable debido a que a pH altos aumentan los sitios de adsorción negativos y disminuye la competencia de los iones metálicos con los iones H+1 por los sitios de sorción; a pH bajos la formación de iones hidrolizados decrece y con eso la adsorción de los metales, además de que aumenta la competencia por sitios de sorción con los iones H+1.

Según Srivastava, Mall y Mishra (2009) el pH es la variable más importante, debido a que los iones H+1 son fuertes competidores por los sitios de adsorción, además de que esta variables influencia directamente en la especiación de los iones metálicos.

El pH varía según el ion metálico que se trabaje. Autores como Amin et al. (2006) reportaron que a un pH entre 6,50 y 8,00 se alcanzan los máximos porcentajes de adsorción para As (V) y As (III); por otro lado, Ahmed, Attar y Parande (2012) reportaron que para el Cr (VI) un porcentaje de adsorción de 96 % se alcanza a pH bajos con valores de 2; también estudios realizados con este metal y bajo diferentes condiciones de trabajo encuentran que generalmente a pH bajos la capacidad de adsorción es mayor ya que la superficie del material está protonada lo que favorece la adsorción de cromo (VI) en su forma aniónica (HCrO4

-); además, al aumentar el pH incrementa la competencia de iones CrO4

2-

y OH- lo que reduce la eficiencia del proceso (Bansal et al., 2009), para el caso de níquel, Srivastava et al. (2009) reportaron que la máxima adsorción es alcanzada cuando los valores de pH son iguales o mayores a 6; El-Shafey (2007) en

su trabajo realizado en la remoción de Se (IV) y Cd (II) encontró que la máxima adsorción de Se (IV) se presenta cuando los valores de pH son de 1,50 y para el caso de Cd (II) la máxima adsorción se presenta en pH en un rango de 3-7.

Efecto de tamaño de partícula

La velocidad de adsorción de los metales sobre la cascarilla de arroz depende en gran medida de fenómenos de superficie y, por tanto, del área superficial de la cascarilla en donde se va a dar la interacción del metal con la superficie de esta en el proceso de adsorción (Chuah et al., 2005); es por esto que la relación tamaño de partícula-área superficial se vuelve muy importante en estos procesos, tal y como lo reportan Feng et al. (2004) en la remoción del plomo y el mercurio en donde se evidencia que partículas menores a 43 µm poseen una mayor área superficial y, por tanto, generan un incremento en la capacidad de adsorción. Este parámetro sigue la misma tendencia incluso en el tratamiento con otro metales como el cobre, tal y como lo reportó Wong et al. (2003) en donde a menor tamaño de partícula aproximadamente de 105 µm mayor será la adsorción.

CONCLUSIONESLa cascarilla de arroz es un material ampliamente utilizado en procesos de remoción de metales pesados demostrando eficiencia y facilidad en su aplicación, lo que la perfila como una alternativa viable, económica y de fácil acceso para solucionar problemas de contaminación de afluentes por metales pesados.

En procesos de adsorción usando residuos agroindustriales como materiales adsorbentes se debe tener en cuenta el control de las variables como pH, concentración inicial y tiempo de contacto, entre otras, puesto que estas varían según el metal y de ellas depende en gran medida el éxito del tratamiento.

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Deforestation: a practice that kills our biodiversity

A deflorestação: uma prática que agota nossa biodiversidade

“La naturaleza, podríamos decir, es una buena ama de casa que economiza tanto como puede”.

(Hadot, 2004, p. 251)

María Eulalia García Marín*

La deforestación: una práctica que agota nuestra biodiversidad

* Magíster en Filosofía de la Universidad Pontificia Bolivariana. Docente titular de la Escuela de Teología Filosofía y Humanidades de la Universidad Pontificia Bolivariana. Estudiosa de los temas: Ecología y Humanismo.

Autor para correspondencia: [email protected] Artículo recibido: 21/03/2016; Artículo aprobado: 30/11/2016

RESUMENLa deforestación está dentro de los diez grandes problemas del ambiente que tiene el planeta en este momento; según el IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático), podríamos pensar que es una dificultad que también tenemos los humanos, porque la deforestación se relaciona con otras problemáticas tales como la extinción de especies, inundaciones, erosión y contaminación de la atmósfera. En la medida en que se talan los árboles, va desapareciendo una serie de contribuciones que estos hacen al planeta,

como proteger la capa vegetal del suelo, aportar al ciclo del agua, capturar C02, servir de vivienda a muchas de las especies, además del valor agregado de disfrutar de un bello paisaje. Muchos de los aspectos relacionados con la desaparición de los bosques, en algunas ocasiones, tienen que ver con nuestra mentalidad antropocéntrica, en donde la naturaleza es una infinita despensa al servicio del ser humano, lo que nos aleja de la mentalidad de cuidado y conservación.

Palabras clave: deforestación, problemática ambiental, reforestar, ética.


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Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - M. E. García Marín et al - 161•168

ABSTRACTDeforestation is one of the ten biggest environmental issues nosadays. According to the IPCC we could think that this is also an issue we as humans have, as deforestation is related to other problems such as extinction of species, floods, erosion and atmospheric contamination. As logging of trees progresses, their contributions to the planet -such as the protection

of the topsoil, their contribution to water cycles, the capture of C02, their role as home for many species and as part of beautiful landscapes- just dissapear. Many of the aspects related to the dissapearance of woods are in many occasions linked to our anthropocentric thinking, seeing nature as an endless storeroom at our service and disregarding its care and conservation.

Key words: deforestation, environmental issues, reforestation, ethics.

RESUMO

A deflorestação está dentro dos dez grandes problemas do ambiente que tem o planeta neste momento, segundo o IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático), poderíamos pensar que é uma dificuldade que também temos os humanos, porque a deflorestação se relaciona com outras problemáticas tais como: a extinção de espécies, as inundações, a erosão e a contaminação da atmosfera. Na medida em que se cortam as árvores, vão desaparecendo uma série de contribuições que estes fazem ao planeta,

como proteger a capa vegetal do solo, aportar ao ciclo da água, capturar C02, servir de vivenda a muitas das espécies, ademais do valor agregado de desfrutar de uma bela paisagem. Muitos dos aspectos relacionados com a desaparição dos bosques, em algumas ocasiões tem que ver com nossa mentalidade antropocêntrica, onde a natureza é uma infinita despensa ao serviço do ser humano, afastando da mentalidade de cuidado e conservação. Palavras chave: deflorestação, problemática ambiental, reflorestar, ética.

INTRODUCCIÓN“Aquí en cambio, no hay árboles porque casi nunca llueve, y cuando llega a registrarse una precipitación es de lluvia ácida”

(Carta 2070, 2002).

La deforestación se considera uno de los diez problemas del medio ambiente, clasificado así por el IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático). Desde esta problemática se hace un análisis de las dificultades derivadas de no preservar los bosques y potenciar sus múltiples beneficios, entre ellas: la captura de CO2, la contribución al ciclo del agua, la asistencia que proporcionan a las diferentes especies, permitiendo y ayudando al aumento de la biodiversidad.

Asimismo, estos ayudan a la protección de los suelos, de los cauces de los ríos, evitando otros dos problemas ambientales como son las inundaciones y la deforestación.

Igualmente, se plantean en este texto, algunas consideraciones de la manera como el ser humano puede ayudar a cuidar los bosques.

La deforestación es uno de los diez problemas del ambiente, planteados por los científicos que hacen parte del IPCC; esta tala masiva de los árboles comienza a deteriorar la presencia de la biodiversidad en el planeta, porque estos son las casas donde viven muchas de las especies que encuentran en ellos las condiciones para hacer sus nidos, esperar el nacimiento de sus crías, realizar la polinización de las flores, obtener el alimento y el refugio necesario para seguir cumpliendo sus funciones dentro de los ecosistemas.

La importancia de los árboles para la conservación de la vida en la Tierra

La presencia de árboles produce oxígeno nuevo y capta dióxido de carbono para asegurar su

163La deforestación: una práctica que agota nuestra biodiversidad

biomasa y formar las ramas, el tronco y las hojas; la otra parte la guardan. Cuando estos se talan, el carbono en su estructura se libera y se convierte en una fuente de CO2, uno de los gases del efecto invernadero, (20 % de emisiones anuales de gases) que causa el aumento de la temperatura global de la tierra, los árboles enjaulan en su estructura las giga-toneladas de carbono y al cortarlos envían a la atmósfera estos gases que tienen concentrados. Es decir, si faltan los árboles que ayudan a limpiar el aire, la contaminación de este aumenta, porque no hay reducción de las emisiones de los gases de efecto invernadero, uno de los problemas ambientales de alto riesgo que está agotando la capa de ozono.

De la naturaleza sacamos todos los productos que utilizamos, e, igualmente, al observarla, con ayuda de la ciencia y la tecnología, aprendemos a realizar los procesos que resuelven los problemas que hemos creado; por ejemplo, cuando contaminamos por derrame de petróleo, buscamos cuál bacteria puede remediarnos la contaminación; a esto lo llamamos bio-remediación; además del placer estético, cuando miramos un bello paisaje, sentimos su frescura y nos llenamos de una gran serenidad y reverencia ante la naturaleza.

Las acciones individuales que ejecutamos en nuestra relación con la naturaleza son clave en el comportamiento aprendido y en la modificación de los hábitos al usar los recursos naturales, porque podemos alterar el equilibrio del planeta al reducir con nuestras actividades humanas el hábitat, que son las condiciones ideales para que un ser vivo se desarrolle plenamente. El equilibrio del planeta se altera porque se modifica el nicho ecológico que consiste en la función y el papel que desempeña un organismo en el ecosistema ¿cómo utiliza el ambiente?, ¿cómo se comporta?, en algunos casos ocasionando la extinción de las especies porque les quitamos las condiciones ideales para vivir, por ejemplo: el árbol, el agua. Y más grave aún, desaparecen sin que sepamos, en muchos casos, para qué sirven muchas de esas especies y, por lo tanto, afectamos las condiciones de vida de todos los seres vivos, incluidos los humanos, porque la tierra es una unidad de inter-relaciones en donde

cada uno de los seres vivos y sus funciones está estrechamente ligado, lo que Swift llama “el efecto mariposa”, es decir, el pequeño aleteo de sus alas, puede ocasionar una tormenta al otro lado de la tierra (Serres, 2004).

Entre los beneficios de los bosques encontramos que son banco de bio-recursos y de especies endémicas, disminuyen el cambio climático, aumentan la biodiversidad, ayudan al ciclo del agua, y preservan nuestra salud; en invierno, guardan el calor del suelo, porque son barreras entre el aire frío y la superficie. Asimismo, evitan la migración de plantas e insectos a zonas con climas distintos. Los árboles ayudan a mitigar el ruido, al convertirse en barreras contra este; ayudan a perpetuar el ciclo hidrológico devolviendo el vapor de agua a la atmósfera; si no hay árboles aumenta la frontera de la desertificación, ya que la tierra se puede volver árida por la degradación forestal y la reducción de la calidad del bosque.

Los bosques ayudan a preservar la seguridad alimentaria, ya que reservan alimentos diversos para el futuro, evitándonos ser desplazados ambientales, al tener que ir a otras regiones en busca de tierras fértiles que nos permitan tener alimento y agua, situación que cada vez es más común en muchas partes de la Tierra.

La supervivencia del hombre depende de la presencia de la diversidad de ecosistemas; cuando creamos una cadena económica desligada de la cadena trófica de la naturaleza, olvidando la relación existente entre todos los seres, interrumpimos el equilibrio del planeta, y nosotros somos los primeros afectados al agotar con nuestras acciones, los recursos naturales.

La deforestación

Este término significa “eliminar la cobertura de los árboles en pro de la agricultura, las actividades mineras, las represas, la creación y mantenimiento de la infraestructura, la expansión de las ciudades y otras consecuencias debidas a un crecimiento rápido de la población” (Lamberechts, 2000, 13), porque en algunas ocasiones, ejecutamos una

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serie de proyectos y mega proyectos, para los cuales se hace necesario cortar los árboles, con el fin de proponer un modelo de desarrollo que nos permita generar nuevas fuentes de empleo y mover la economía.

En algunos casos, aunque reforestamos, no es suficiente, y modificamos drásticamente los ecosistemas, afectándonos a nosotros mismos a mediano y largo plazo; en estas circunstancias se hace necesario realizar un estudio de impacto ambiental, como de hecho ya se hace para obtener las licencias ambientales, es decir, los permisos para proceder con lo proyectado y analizar las mejores especies que podrían sembrarse para recuperar los terrenos y potenciar estos espacios como ecosistemas en equilibrio.

“Podría proponerse una definición alternativa de la deforestación basada en una disminución dada de la cubierta de dosel o de la densidad de carbono, o en el rebase de una secuencia de umbrales” (IPCC, 2002), tal como lo plantean los científicos del Panel, a la vez que catalogan la deforestación como uno de los 10 problemas del ambiente.

Este grupo, conformado por científicos de diferentes partes del mundo, clasifica la deforestación como un inconveniente de riesgo medio. Sin embargo, tiene relación con otras de las problemáticas planteadas por ellos, como la erosión, que desestabiliza las capas freáticas que es acumulación de aguas subterráneas en la medida en que si no hay árboles arruina la cobertura vegetal, y se presenta un desgaste y transporte de los suelos; en términos de James Lovelock “defoliación”, es decir, destrucción de la piel viva, en este caso de la tierra, la cual se queda sin piel, al quedar descubierta por la acción del agua, los vientos, las olas de los océanos, ya que las plantas evitan los procesos de lavado, el escurrimiento del suelo; las hojas suavizan la caída de la lluvia, la acción del viento, del sol; por eso son llamadas los “paraguas de la naturaleza” porque mitigan las distintas acciones a las que está expuesta la capa vegetal, además estas evitan la desertificación.

Igualmente, la deforestación se relaciona con las inundaciones porque al talar los árboles en la parte alta de la montaña, en la época de lluvias se dan los deslizamientos, los cuales transportan tierra y agua, además de residuos a los ríos, colmando su capacidad y ocasionando avalanchas y aludes. Según la investigadora María del Rosario Saavedra (1994, p. 24): “la deforestación del bosque figura entre las principales causas de las tragedias por inundaciones, según la oficina de atención y prevención de desastres, porque dejan damnificados, heridos y muertos”. “Las raíces de los árboles funcionan como ganchos que impiden que la tierra se deslice y caiga a los ríos” (Periódico El Tiempo, 2011, p. 7). Si no hay capa vegetal, en momentos en que cae la lluvia se dan los derrumbes, no se pueden utilizar las vías de comunicación y hay crecientes que arrasan con todo.

Asimismo, la tala masiva de árboles afecta en grandes proporciones la biodiversidad, como es el caso de Colombia, en algunas zonas de la región de la Amazonia y del Chocó biogeográfico, en donde la mega-diversidad, todavía cuenta con gran cantidad de especies por hectárea. Entonces, si destruimos los bosques, agotamos las reservas de esa abundancia existente en la naturaleza, la cual se manifiesta en lo genético, taxonómico, eco-sistémico y étnico-cultural y que nos permiten tener alimento, medicinas, materias primas, agua, oxígeno, sombra; también se pierden los polinizadores como las aves, los insectos, los murciélagos, entre otros. Al perder la biodiversidad nos afectamos todos los seres vivos y los entornos físicos y biológicos. Nos lo dice la bióloga Lucía Atehortúa (1994, p. 40): “cada especie vegetal es un verdadero laboratorio viviente y la selva tropical una farmacia”.

En nuestra sociedad, los seres humanos, hemos entendido por desarrollo la producción y el crecimiento económico; en esa mentalidad, el ambiente no ha sido considerado importante; por lo tanto, el uso de los recursos naturales no ha sido planeado, lo que se ha derivado en algunos casos en destrucción de los ecosistemas que existen en la Tierra, que son variados y también han sido llamados biomas, porque


son zonas que comparten fauna, vegetación y clima, en los cuales hemos generado en algunas ocasiones, un mayor impacto ambiental, es decir, las consecuencias que producen nuestras acciones sobre todo lo que rodea a los seres vivos, que llamamos recursos naturales como el suelo, la tierra, el aire, la biodiversidad, y los cuales alteramos a veces sin darnos cuenta (IPCC, 2002).

Causas

The National Geographic plantea múltiples causas de la deforestación, entre las cuales se encuentran factores humanos y naturales, incendios forestales y el pastoreo intensivo que afecta el brote de nuevos árboles, la agricultura intensiva que ha sembrado monocultivos en diferentes momento de nuestra historia, tales como cacao, caucho, café, coca, y ha dejado de lado la rotación de cultivos que permitan al suelo pedir y dar diferentes nutrientes, para lo que se despejan las hectáreas mediante la roza y quema, una quema que es para la muerte del suelo, y no para su vida; igualmente, la comercialización de madera, en algunos casos, de especies en vía de extinción, sin reemplazar los árboles talados, así como las carreteras, las represas, las explotaciones de minas, las construcciones de poblados, en algunos casos sin reemplazar los bosques.

Consecuencias

La falta de bosques ocasiona la pérdida del hábitat de millones de especies porque, según algunos cálculos el 70 % de animales y plantas habitan los bosques, y coadyuva al cambio climático, los suelos húmedos sin la protección de los árboles se secan rápidamente.

Hay déficit en la seguridad alimentaria, porque se limita la oferta de alimentos y la cantidad de los productos, así como el costo, debido a que se deben importar de regiones muy apartadas, lo que aumenta su precio, generándose desnutrición y en algunos casos, hambrunas generalizadas. Al dejar el suelo sin la capa vegetal, cuando llueve, el agua de escorrentía lava el suelo, llevándose

la poca capa vegetal que tiene, desencadenando problemáticas sociales, ya por todos conocidas. Se da la contaminación del aire, al no poder generar el oxígeno que captura el CO2, lo que se traduce en algunas enfermedades, así como tener que planear las actividades del día a día de los habitantes, como es el caso de la capital mexicana o algunas regiones de la China, dados los niveles de contaminación atmosférica.

Soluciones

• Reforestar, es decir, sembrar árboles para recuperar los bosques ya talados, a la vez que la capa superior del suelo, con árboles que se adapten a las condiciones climáticas y del suelo y de los ecosistemas.

• Tala balanceada, la cual se puede regular con árboles jóvenes que reemplacen a los más viejos en todos los bosques y selvas.

• Educación ambiental: iniciar procesos para reformular actitudes, valores, prácticas de los individuos entre sí y de la sociedad en relación con su responsabilidad con la naturaleza, para protegerla y conservarla.

Al sensibilizar, informar, formar y concienciar respecto a nuestras acciones con la naturaleza, partiendo del saldo pedagógico, como lo dice el filósofo Anthanas Mockus: “aquel conocimiento previo que poseo”, en este caso de la naturaleza, se pueden modificar las costumbres en la relación con la Naturaleza.

Es muy importante desarrollar los Proyectos Ambientales Escolares (PRAES) para apropiarse de la realidad, comprender el entorno biofísico, económico, cultural y social, para identificarse como seres humanos partícipes, que actúan, porque se socializa la información, se amplía la participación, se consolida el proceso de democratización, cuando se ayuda al proceso educativo con el saldo pedagógico de cada uno de los participantes.

• Eco-desarrollo: es la propuesta de explotar los recursos de acuerdo con las necesidades,

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pensando en los otros. Es un desarrollo regional de acuerdo con los recursos naturales del entorno, buscando un equilibrio entre el desarrollo y el ambiente para potenciar y fortalecer lo que se tiene alrededor.

• Desarrollo sostenible: el texto Informe Brundtland es un importante documento que propone el concepto de desarrollo sostenible (o desarrollo sustentable), definido como “la satisfacción de las necesidades de la generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”, a la vez que nos invita a vivir de una manera diferente, que implica, por lo tanto, un desarrollo al compás de la naturaleza. Dicho concepto “fue incorporado a todos los programas de la ONU y sirvió de eje, por ejemplo, a la Cumbre de la Tierra celebrada en Río de Janeiro en 1992” (Asamblea General de las Naciones Unidas, 1992); podríamos tomarlo como “el crecimiento en armonía con la naturaleza, sin agotar los recursos naturales, con calidad de vida, sin agotar las generaciones futuras” (Comisión Mundial para el Medio Ambiente, 1987). En esta perspectiva es una propuesta de vivir en paz, en las sociedades al garantizar los recursos de las mismas.

• Permacultura: cultura que permanece en el tiempo en armonía con la naturaleza; toma de la tierra lo que necesita, remplazando, devolviendo, porque desarrolla el hábito de observar el entorno, de planear las actividades que hace. Se producen excedentes de alimento, tiempo, conocimiento, lo que repercute en el grupo humano, generando un valor agregado que es la vida en serenidad. -Sistema dehesa: sistema de explotación ganadera y/o cinegética de carácter multifuncional en el que al menos el 50 % de la superficie está ocupada por pastizal con arbolado adulto disperso, productor de bellotas y con una fracción de cabida cubierta entre el 5 y el 60 %, donde interactúan beneficiosamente los componentes agrícolas, ganaderos y de los bosques para aprovechar un suelo pobre y un clima hostil, con el fin

de generar valores económicos, paisajísticos y culturales (Campos, 2010, p. 8).

• Obrar en la ética ecológica: un obrar en el cuidado de la casa próxima, la parcela, el terruño, la casa pequeña, como diría Michel Serres en el texto El contrato natural, y al mismo tiempo, obrar cuidando la casa planetaria, la casa grande, la casa de todos, los seres vivos, en esa visión de la Tierra madre que todo me lo da, permitiendo la vida.

Mentalidad que nos falta porque obramos desde un pensamiento antropocéntrico, lo cual ilustraremos desde algunos apartes del cuento fantástico del escritor francés Alphonse Daudet: Wood’ Stown.

Los seres humanos construyen una ciudad, en un espacio determinado, desconociendo las condiciones del ecosistema, para lo cual había que talar el bosque, como lo ilustra en su cuento Daudet (1882):

[…] carpinteros y leñadores se pusieron a la obra; pero nunca habréis visto un bosque parecido. Anclado al suelo con todas las lianas, con todas las raíces; cuando talaban por un lado, renacía por el otro rejuveneciendo de sus heridas, en las que cada golpe de hacha hacía brotar botones verdes.

Como el bosque seguía creciendo lo “someten” al fuego, en palabras del escritor “Para terminar con esas resistencias en que se enmohecía el hierro de las hachas, tuvieron que recurrir al fuego. Día y noche una humareda sofocante llenaba el espesor de los matorrales, en tanto que los grandes árboles de arriba ardían como cirios. El bosque intentaba luchar”. Pero finalmente “se dio por vencido” según la mentalidad antropocéntrica, cuando “…llega… la nieve”; ahí pueden construir una ciudad pujante, con toda la infraestructura que hoy conocemos y se olvidan del bosque que aparentemente ha desaparecido.


En algunas ocasiones cuando el hombre realiza obras desconociendo los ritmos de la naturaleza, esta vuelve a ocupar su lugar, como cuando construimos a orilla de los ríos y en época de invierno inunda las causas, porque construimos dentro de ella, o encima de ella. En este cuento, el bosque aparentemente no está, pero “… el bosque mira”, está pendiente del espacio que le ha sido arrebatado y de sus recursos (la madera) con los que se hizo toda la ciudad, en el cuento:

Miraba aquella ciudad insolente que había ocupado su lugar en las riberas del río, y tres millas de árboles gigantescos. Toda Wood’ Stown estaba hecha con su vida misma. Los altos mástiles que se balanceaban en el puerto, aquellos innumerables tejados inclinados los unos hacia los otros, hasta la última cabaña del barrio más alejado, todo se lo debían, tanto los instrumentos de trabajo como los muebles, teniendo sólo en cuenta el largo de sus ramas. Por esto, ¡qué rencor terrible guardaba contra esta ciudad de ladrones!

El bosque se empieza a preparar para ocupar su lugar: “De vez en cuando una muralla se rajaba, un mostrador de tienda se partía con estruendo (…) Ni puertas, ni ventanas, ni nada funcionaba”. Poco a poco empieza a penetrar la ciudad construida: “todo estaba empapado de una tinta verde (…) ramitas verdes se abrieron por todas partes sobre los muebles, sobre las murallas. Las ramas crecían a ojos vistas; si uno las sostenía un momento en la mano, se las sentía crecer y agitarse como alas (...) las lianas invadían las rampas de las escaleras. En las calles estrechas, las ramas se enlazaban de un techo al otro, poniendo por encima de la ruidosa”. Las personas desconocen lo que pasa y no lo saben explicar; en palabras del autor del cuento:

¡Mirad el bosque!, y percibieron, con terror, que desde hacía dos días el semicírculo verde se había acercado mucho. El bosque parecía descender hacia la ciudad. Toda una vanguardia de espinos y de lianas se extendía hasta las primeras

casas de los suburbios. Evidentemente el bosque venía a reconquistar su lugar junto al río; sus árboles, abatidos, dispersos, transformados, se liberaban para adelantarlo. ¿Cómo resistir la invasión?

Se encontraron los pobladores impotentes ante la fuerza de la naturaleza, en este caso del bosque que vuelve lo que se demuestra en esta cita:

[…] los bosques vírgenes, en donde el entrelazamiento de las lianas creaba formas gigantescas, invadía las calles de Wood’ Stown. Ya irrumpían los insectos y los reptiles. Había nidos en todos los rincones (…) mariposas de todos los tamaños y colores volaban sobre las viñas florecidas, y las abejas previsoras, buscando abrigo seguro en los huecos de los árboles tan rápidamente crecidos, instalaban sus colmenas como una demostración de permanencia.

Las acciones emprendidas por los habitantes no lograron ‘vencer’ al bosque, estos tuvieron que desocupar la ciudad, en el cuento se plantea así:

Por suerte se encontraban allí algunas fragatas blindadas en las que se refugió la muchedumbre y desde donde pudieron ver cómo el viejo bosque se unía victorioso con el bosque joven (…) ni rastro quedó de la ciudad, ni tejados, ni muros (…) y lejos hacia altamar un barco que huía, con tres grandes árboles verdes erguidos en medio de sus velas, y que llevaba a los últimos emigrantes de lo que fue Wood’ Stown (Daudet, 1882).

En esta narración podemos ver cómo las acciones que realizamos desconociendo la capacidad de auto regulación de la naturaleza pueden devolvérsenos como un bumerán, es decir, terminamos siendo víctimas de nuestro propio invento; en el caso de la deforestación, finalmente, quienes nos perjudicamos somos nosotros, además de ocasionar daño a las condiciones de vida de los otros seres vivos, con lo cual también nos podemos afectar nosotros. Si

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deterioramos nuestro hábitat, nos perjudicamos a nosotros mismos.

Recordemos que en la naturaleza existe una propuesta de equilibrio, la cual podemos ampliar con la siguiente cita:” En consecuencia, la naturaleza no hace nada en vano: por una parte, no hace nada inútil; por otra parte, si hace algo, es que tiene alguna razón para hacerlo” (Hadot, 2004, p. 250); por eso el obrar en el cuidado de lo otro, en este caso de la naturaleza y en ella, en la conservación de los bosques, termina siendo una acción ética que nos permite seguir teniendo unos ecosistemas que al igual que los polos son parte de los pulmones que le permiten a la Tierra respirar y, dentro de ella, a los seres vivos que la habitamos.

CONCLUSIONESSe hace necesaria una capacitación técnica para el manejo adecuado de una reforestación acorde con las condiciones de los ecosistemas, así como una educación ambiental basada en la información, el conocimiento y la sensibilidad que nos lleve a la valoración de los bosques.

Igualmente, es necesario realizar campañas de reforestación orientadas a la recuperación de los suelos, los ecosistemas y las cadenas de biodiversidad.

Es fundamental que la coherencia en el obrar y en la toma de decisiones con relación al cuidado de los bosques se dé al unísono entre las autoridades ambientales, cuando otorgan las licencias, entre las empresas al ejecutar las obras

y la población, en su discurrir para que así el cuidado de los bosques sea una realidad.

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Índice de Materias

Materia Número Página

Adsorción 2 150

Agricultura 1 141

Abono animal/vegetal 2 31

Acuáticas flotantes 2 126

Acuífero 1 66

Ambiente 1 150

Análisis fisicoquímico 1 75

Análisis microbiológico 1 75

Análisis sensorial 1 94

ARA 2 31

Axiología 2 87

Balsas de riego 1 42

Biología social 1 129

Biotratamientos 1 171

Burkholderia cepacia 2 31

Calidad ambiental 1 22

Calidad del agua 1 42

Carga orgánica 1 171

Cascarilla de arroz 1 103

Cascarilla de arroz 2 150

Cloud computing 2 22

Coagulantes naturales 2 41

Colombia 1 32

Colorante natural 1 85

Complejidad 1 129

Composición 1 171

Compost 1 53

Confiabilidad 2 9

Construcción 1 117

Control de calidad 1 75

Corrosión 1 13

Crecimiento 2 66

VOLUMEN 11, NÚMEROS 1 Y 2 DE LA REVISTA PRODUCCIÓN + LIMPIA


Cuero 1 53

Deforestación 2 161

Demolición 1 117

Descontaminación 2 150

Diagnóstico 1 150

Dióxido de cloro 2 55

Diseño factorial 2k 1 103

Ecología 2 87

Educación 2 75

Educación ambiental 2 75

Enmienda 1 53

Epicarpio 1 85

Escamas de pescado 2 102

Escuela-comunidad 1 129

Espectrofotometría UV-Visible 1 103

Estructura documental 1 162

Etanol 1 32

Ética 2 161

Evaluación de impacto 1 22

Extracción 1 85

Fenton 1 103

Gasolina 1 32

Gestión 1 150

Gestión integral 1 117

Huila 2 102

Impactos ambientales 1 150

Industria láctea 1 171

Ingenio azucarero 1 32

Interdisciplinariedad 1 141

IoT 2 22

IPv6 2 22

Lactosuero dulce 1 94

170

Índice de Materias / Volumen 11, números 1 y 2 de la revista Producción + Limpia


Laudato si 2 87

Legislación 1 75

Limoneno 1 13

Lixiviados 1 66

Lodos activados 2 9

Malanga 1 141

Materia orgánica 2 55

Medio ambiente 2 87

Metales pesados 2 126, 150

Microorganismos 2 9

Minería 1 22

Modelos 1 141

Modelos 2 9

Modificación estructural 1 103

Neurociencias 1 129

Optimización 2 66

Peróxido de hidrógeno 2 55

Plataforma estratégica 1 162

Poliestireno 1 13

Predicción 1 141

Pre-oxidación 2 55

PRiSM 2 111

Problemática ambiental 2 161

Proceso de desarrollo de productos 2 111

Proyectos ambientales escolares 2 75

Quitosano 2 102

Recubrimiento 1 13

Reforestar 2 161


Remoción 2 126

Residuos 1 117

Responsabilidad ambiental 1 129

Responsabilidad social empresarial 2 111

Riego 2 66

Salicornia 2 66

Salud ambiental 1 22

Seguridad informática 2 22

Sistema 1 150

Sistema bach y continuo 2 41

Sistema de gestión 1 162

Sistema de tratamiento 2 9

Sistemas de información 1 141

Suelo 2 31

Sulfato de cobre 1 42

Sustentabilidad 2 66

Tasa interna de retorno 1 32

Tratamiento de agua 2 41

Trihalometanos 2 55

Ubiquidad 2 22

Unidades geo-eléctricas 1 66

Vegetación acuática sumergida (VAS) 1 42

Vertedero 1 66

Vida útil 1 94

Yogur 1 94

Zea mays 2 31

β-caroteno 1 85

Índice de Autores

VOLUMEN 11, NÚMEROS 1 Y 2 DE LA REVISTA PRODUCCIÓN + LIMPIA

Autor Número Página

Carreño Sayago, Uriel Fernando 2 9

Acevedo Correa, Diofanor 1 171

Agatón, Adolfo León 2 9

Ariza, Carla Patricia 2 41

Artamonova, Irina 1 32

Bedoya Mejía, Ángela María 2 75

Benítez Contreras, Ismael 1 13

Bonachela, Santiago 1 42

Boss Agudelo, Jovanny 2 111

Cabas Vásquez, Luis Carlos 1 162

Carmona García, Charlie Esperanza 1 117

Carvajal Muñoz, Juan Sebastián 1 117

Casas, José Jesús 1 42

Castillo-Vergara, Mauricio 2 66

Castro García, Gustavo 1 53

Castro Salazar, Hans Thielin 2 102

Caviedes Rubio, Diego Iván 2 126

Cazorla, Melchor Juan 1 42

Contreras-González, Oscar 2 66

Corredor Gómez, Alba Lucía 1 129

Cote Montañez, Deysi 2 9

Daza Torres, Martha Constanza 1 53

Delgado, Daniel Ricardo 2 126

Díaz Arango, Félix Octavio 1 75

Doria Herrera, Gloria María 1 103

Echeverry Gutiérrez, Camilo 2 111

Ferreira Simmonds, Jenny Osiris 1 150

Fuentes Molina, Natalia 2 41

Fuentes Rodríguez, Francisca 1 42

Gallego Quiceno, Dany Esteban 2 22

Gallego Suárez, Darío 1 103

Gallego, Irene 1 42


Gallo García, Luis Alberto 1 171

García García, Yadira 2 22

García Gómez, Angela 2 102

García Marín, María Eulalia 2 161

García Sales, Danilo 1 141

García Zapateiro, Luis Alberto 1 94

Gloria Cristina, Valencia Uribe 1 103

Gómez Schwartz, David 2 66

González García, Arturo 2 22

González Quintero, Ricardo 1 42

Granados, Clemente 1 94

Grisales Cardona, William 1 162

Guerra, María Fernanda 2 55

Guerrero Useda, María Eugenia 1 22

Gutiérrez Echeverría, Rocio 1 162

Hernández Palma, Hugo 1 141

Hormaza Anaguano, Angelina 1 103

Jaramillo Páez, César Augusto 2 150

Jiménez Coronado, Angélica María 1 150

León Castro, Nadia Angélica 1 150

Llanos Páez, Oriana 2 150

Márquez-Benavides, Liliana 2 31

Martínez Girón, Jader 1 85

Martínez Miranda, María Marcela 1 75

Martínez Sierra, David Enrique 1 150

Marulanda, Mateo 1 94

Meza Castellar, Pedro 1 13

Molina Correa, Maribel 1 141

Molina Rodríguez, Emiro José 2 41

Moreno Ortiz, Carlos Alberto 2 111

Moscoso Marín, Luz Bibiana 2 75

Mosquera Artamonov, José Daniel 1 32

172

Índice de Autores / Volumen 11, números 1 y 2 de la revista Producción + Limpia


Mosquera, Julio Cesar 1 32

Mouthon Bello, Javier Alejandro 1 171

Niño Carvajal, Lissette Ximena 1 66

Olaya Amaya, Alfredo 2 126

Ordóñez Santos, Luis Eduardo 1 85

Peñuela Mesa, Gustavo Antonio 2 55

Pérez Olivera, Harold 1 129

Perez, Juan José 2 9

Pineda Carreño, Mariangélica 1 129

Porto Solano, Andrés Felipe 2 111

Porto Solano, Roberto 1 141

Ramírez Juidias, Emilio 2 22

Ramón Valencia, Jacipt Alexander 1 66

Ramón Valencia, Jairo Lenin 1 66

Rendón López, Lina María 2 75

Ríos Navarro, Andrea 2 150

Rodríguez Herrera, Luis Fernando 2 150

Rodríguez, Diana Catalina 2 55

Romero Ramos, Rodrigo 2 102

Salazar Hernández, Rubén 1 129

Salcedo Díaz, Laura 2 111

Sanabria, Ernesto Steffens 1 162

Sánchez-Yáñez, Juan Manuel 2 31

Sastoque Zapata, Jairo Andrés 2 22

Saucedo-Martínez, Blanca Celeste 2 31

Sierra Martínez, Cecilia Ibeth 1 162

Silvera Sarmiento, Astelio 1 129

Simancas, Ricardo 1 141

Tejada Tovar, Candelaria 1 13

Tirado Armesto, Diego Felipe 1 171

Vélez Díaz, Jorge 1 13

Villabona Ortiz, Ángel 1 13

Villarreal Fernández, Jorge Eliecer 1 150

Zapata Muriel, Fernando Antonio 2 87

173

POLÍTICA EDITORIAL

La Revista Producción + Limpia (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) es una publicación científica de la Corporación Universitaria Lasallista. Se publica con una periodicidad semestral y el objetivo es difundir su actividad investigativa y la de los colaboradores invitados.

Se reciben contribuciones en español, inglés o portugués, en los temas de medio ambiente, gestión ambiental, implementación de tecnologías sanas y limpias, educación ambiental, ecosofía, bioética y ambiente, bioderecho, entre otros.

El público objetivo de la Revista Producción + Limpia está formado por científicos, académicos, profesionales y estudiantes en el ámbito nacional e internacional interesados en las disciplinas relacionadas con actividades de investigación en las áreas de medio ambiente, gestión ambiental, implementación de tecnologías sanas y limpias, entre otras.

Para garantizar que su aporte sea accesible a la comunidad académica y científica colombiana, la Revista Producción + Limpia llega en formato impreso a las principales bibliotecas y centros de documentación del país.

Los organismos asesores de la Revista son los comités editorial y científico, los cuales incluyen académicos y científicos de amplia trayectoria

profesional, vinculados a entidades de reconocido prestigio del país y del exterior. Su contenido ofrece un balance entre la producción de autores vinculados a la Corporación Universitaria Lasallista y la de autores externos.

El artículo candidato a publicación debe cumplir con las normas que aparecen en las Instrucciones para los autores. Luego de su recepción, el artículo se somete a evaluación por pares, los que recomiendan su aceptación o rechazo. Si el artículo es aprobado con modificaciones, los autores dispondrán de un tiempo límite para realizarlas, y, en el caso de no estar de acuerdo harán las aclaraciones y justificación pertinentes para luego enviarlo de nuevo a los pares para el dictamen final.

El contenido de los textos, tablas, figuras e imágenes incluidas en el material a publicar son de exclusiva responsabilidad de los autores, para ello, se deben explicitar en los artículos las fuentes de las tablas, figuras, apartes de obras ajenas o cualquier otro materiales protegido por el derecho de autor; así como los permisos para reproducir fotografías o informaciones que requieran el consentimiento de terceros.

La recepción de un manuscrito no implica la aceptación ni publicación del mismo. En los manuscritos aceptados para publicación, el Comité Editorial se reserva el derecho de

Revista Producción + Limpia

174

realizar las modificaciones editoriales necesarias para su publicación, al igual que su fecha de aparición en la Revista.

LICENCIAMIENTOLos artículos que sean seleccionados para formar parte de la Revista deberán ser autorizados por su autor o autores para su reproducción y difusión a través de cualquier medio mediante formato el establecido para dicho fin. Los artículos publicados en la Revista Producción + Limpia permanecen en acceso abierto disponibles para su consulta pública en el sitio web Institucional, como en los diferentes índices, sistemas y bases de datos a los cuales la revista está suscrita, bajo la licencia Creative Commons, en la modalidad Reconocimiento-No comercial-Sin Trabajos derivados, aprobada en Colombia. Lo anterior implica, que los autores ceden sin derecho a retribuciones económicas a la Corporación Universitaria Lasallista, Revista Producción + Limpia, los derechos de autor sobre la publicación y reproducción a través de diferentes medios de difusión.

INSTRUCCIONES PARA LA PRE-SENTACIÓN DE ARTÍCULOSEl envío de artículos se debe realizar a través de la plataforma de Revistas Científicas Lasallistas donde la Revista administra los procesos de sometimiento, evaluación y publicación de artículos. Así mismo, se deben adjuntar los documentos solicitados para el sometimiento del artículo, tal como se especifica en la información consignada en dicha página: los formatos (información del manuscrito, formato de verificación y hoja de vida de los autores). El manuscrito se debe presentar en formato Word®, a doble espacio, con tipo de letra Arial de 12 puntos, con márgenes simétricas de 2,5 cm.

El autor o autores deben certificar mediante carta dirigida al editor de la Revista la originalidad del artículo y que no está siendo sometido simultáneamente en otras revistas.

TIPO DE MATERIAL QUE SE RECIBE PARA PUBLICACIÓN

Editorial. Es la sección donde se expresan opiniones, reflexiones sobre temas de interés o relacionados con el contenido o temática de la revista. Generalmente los autores son de Corporación Universitaria Lasallista.

Artículo original. Incluye hallazgos de investigaciones. Debe estar estructurado en las siguientes partes: Introducción, materiales y métodos, resultados y discusión. Al principio del artículo el autor presentará un resumen de máximo 250 palabras, además de las palabras clave en español y en inglés (máximo 5). Puede llevar entre tablas y gráficas de 1 a 5 y un número de hojas entre 10 y 15. Se aceptarán como referencias un mínimo de 10.

Artículo original breve. Esta sección incluye los artículos limitados a 1500 palabras. Generalmente son informes preliminares o hallazgos colaterales de proyectos de investigación. Tiene la misma estructura de los artículos originales, y la restricción entre tablas y gráficas es de 2. El resumen y palabras clave seguirán el formato de los artículos originales. El número máximo de referencias es de 10.

Reportes de caso. Presenta los resultados de un estudio sobre una situación particular con el fin de dar a conocer las experiencias técnicas y metodológicas consideradas en un caso específico. Incluye una revisión comentada de la literatura sobre casos análogos. Su estructura es igual a la de los artículos originales. El número máximo de referencias es de 10.

Ensayos. Son artículos que reflexionan sobre un tema relacionado con la investigación. Se sigue el mismo formato de los artículos de revisión, pero se recomienda que sean más cortos.

Clásicos. Son artículos que han influido en el desarrollo de la investigación. El resumen y las palabras clave seguirán el formato de los artículos de revisión.

Aspectos metodológicos. Se incluyen en esta sección aquellos artículos cuya función principal sea la de ilustrar sobre metodologías empleadas

Producción + Limpia - Julio - Diciembre de 2016. Vol.11, No.2 - 173•178

175Producción + Limpia

en los procesos investigativos. Su estructura es igual a la de los artículos de revisión.

Noticia. Se publican reportes de eventos o actividades relacionadas con la actividad investigativa, y que puedan ser de interés para la comunidad académica.

Cartas al Editor. Con esta sección se pretende estimular la interacción entre el comité editorial y los usuarios de la revista. Se espera que sirva de foro de discusión de tópicos de interés tratados en la publicación. Las cartas contendrán un título, un texto, la afiliación institucional del autor, y referencias cuando sea necesario.

Excerpta. Son resúmenes, hasta de 300 palabras, de trabajos de investigación que no se publican en toda su extensión.

Reflexión. Es un documento que presenta resultados de investigación una terminada desde una perspectiva analítica, interpretativa o crítica del autor, sobre un tema específico, recurriendo a fuentes originales.

Documento de reflexión no derivado de investigación. Reflexión sobre un tema en particular, el cual no requiere ser derivado de una investigación científica o tecnológica.

INSTRUCCIONES PARA LOS AUTORES Es esencial que en la primera página del artículo aparezca la siguiente información:

Título del artículo: debe ser conciso pero informativo, no debe tener más de 15 palabras. A pie de página se debe anotar el título de la investigación que le dio origen, el periodo de su realización y la o las entidades financiadoras.

Lista de autores: con los nombres completos y apellidos en el orden en que debe aparecer.

Se complementará esta información con los grados académicos, cargo e institución donde labora cada autor. Adicionalmente, el autor principal anotará un correo electrónico, para la correspondencia de editores y lectores; lugar y fecha de la investigación y financiación si la tuvo.

Resumen y palabras clave en español: se presentará un resumen en español. Para los artículos originales y artículos originales breves, el resumen deberá ser estructurado y tendrá como máximo 250 palabras. Este resumen debe indicar específicamente: Introducción, objetivo, materiales y métodos, resultados y conclusiones.

El título, el resumen y las palabras clave deberán ser presentados en español, inglés y portugués.

Para los artículos de revisión, ensayos, aspectos metodológicos, clásicos, de reflexión y de reflexión no derivados de investigación el resumen no es estructurado y se hará en menos de 100 palabras. En todos los casos, los resúmenes deben incluir entre tres y cinco palabras clave que mejor describan el contenido, para ello, deben tener en cuenta incluir mínimo 2 palabras claves que estén incluidas en tesauros del área del artículo.

TEXTO DEL ARTÍCULO Cuando son artículos originales y originales breves, deberá contener las siguientes partes:

Introducción. El autor debe establecer el propósito del estudio, resumir su fundamento lógico, mencionando algunas referencias pertinentes.

Materiales y métodos. Esta parte del texto incluye la selección de procedimientos para el trabajo experimental, y se identifican los métodos y equipos con suficiente detalle para permitir su reproducción. Los procedimientos matemáticos y estadísticos también deben describirse con detalle.

Resultados. Deben presentarse en secuencia lógica, con sus respectivas tablas y gráficas, y los comentarios de los principales hallazgos durante la investigación.

Discusión. En ésta sección los autores enfatizan los aspectos más importantes del estudio y se comparan con los resultados de otras investigaciones similares. Se deben evitar las conclusiones que no estén apoyadas en los hallazgos.

176

Conclusiones. Anotar una o más conclusiones que se desprenden del estudio.

Agradecimientos. En ésta sección aparecerán las colaboraciones por trabajo que no justifica la autoría, la ayuda técnica recibida, las ayudas financieras, y el material de apoyo.

Los demás artículos deberán tener como mínimo, resumen, palabras clave, el desarrollo del tema y las conclusiones.

PREVIA REVISIÓN PARA CUMPLIMIENTO DE POLÍTICAS EDITORIALES Y NORMAS PARA PUBLICACIÓNVerificación del cumplimiento de las normas editoriales. El Editor realiza una revisión en la que se verifica que el manuscrito cumpla con las normas estipuladas en este documento: entrega de la información solicitada, licenciamiento de la obra, estructura completa y adecuada del manuscrito, de acuerdo con la política editorial y citación de acuerdo con las normas APA 6ª edición. El autor puede verificar el cumplimiento de los requisitos y normas antes de enviar el manuscrito utilizando el formato de verificación que se encuentra disponible en la página web: Revistas Científicas Lasallistas.

Revisión Editorial. Posterior a la verificación del cumplimiento de las normas editoriales, antes de ser enviados a la evaluación por pares, el editor realiza una evaluación previa de todos los manuscritos que cumplan las normas editoriales. El objetivo de esta revisión previa es comprobar que el artículo cumpla con la estructura establecida y sus contenidos claros y pertinentes, para facilitar la evaluación por parte de los pares. Como resultado, el manuscrito será enviado a evaluación por pares, devuelto a los autores para correcciones o rechazado.

REVISIÓN POR PARES (PEER-REVIEW)Una vez el Editor verifica que el artículo cumple con todos los lineamientos establecidos por la

Revista, envía el manuscrito a dos evaluadores externos, como mínimo, quienes evalúan la calidad científica de la publicación y emiten su concepto por escrito en el formato establecido para dicho fin. La evaluación se realiza de forma anónima tanto para el autor como para el evaluador (doble ciego). El Editor revisa y valora las evaluaciones, se asesora por los Comités Editorial y Científico o por personas idóneas y como resultado, acepta la publicación del manuscrito, lo devuelve a los autores para correcciones, o lo rechaza de forma definitiva. En los casos en que se solicitan correcciones, los autores deben enviar la nueva versión, en un plazo máximo de diez (10) días calendario a partir de la fecha de notificación. El manuscrito se publica en línea y de forma impresa, de la cual se envían dos ejemplares al autor principal.

REFERENCIASLas referenciación se deben realizar teniendo en cuenta las normas de la American Psychological Association (APA) sexta edición que pueden ser consultadas en la dirección electrónica http://www.apastyle.org/.

USO Y PRESENTACIÓN DE CITASParafraseo

Consiste en decir lo que dijo el autor en palabras propias. En este tipo de cita se toma un segmento amplio del texto y se condensa.

Resumen

Es tomar las ideas principales y ponerlas en las propias palabras. Los resúmenes presentan una perspectiva amplia del texto original.

Cómo citar:

Las citas textuales:

Si tienen menos de 40 palabras siga el siguiente ejemplo:

El objetivo de los estudios explicativos es “responder a las causas de los eventos físicos


177

o sociales” (Hernández, Fernández & Baptista, 1991, 66).

Si tienen más de 40 palabras se omiten las comillas y se dejan como un texto independiente y llevaran una sangría de 2.54 cm al lado izquierdo, si la cita contiene varios párrafos se hará una nueva sangría de 1 cm en el renglón inicial da cada uno de ellos. La referencia de la fuente va después de la cita. Ejemplo:

Las relaciones durante la infancia sientan las bases para relaciones posteriores: La agradable sensación que proporciona el contacto físico con la figura materna o paterna, al ser bañado, cambiado, cargado, acariciado o besado, es parte esencial del aprendizaje para futuras relaciones, en la medida que dicho contacto le permite al niño reconocer que éstas son formas válidas de expresar afecto. (Vargas, Posada & del Río, 2001, 40).

Citas de trabajos por dos o más autores

En caso de que haya dos autores, es necesario citar a los dos toda vez que se presente una referencia. Si son entre tres y cinco autores, se requiere citarlos todos la primera vez y después incluir el apellido del primer autor seguido de “et al.” (Sin cursiva y con punto después del “al”) y el año. Cuando sean seis o más autores presentes la primera cita con el apellido del primer autor seguido de “et al.”. En la lista de referencias escriba las iníciales y apellidos de los primeros seis autores y para los restantes utilice et al.

Al abreviar referencias debe tener la certeza de que no se van a confundir. Si al abreviar una referencia se genera confusión con otra del mismo año, es necesario incluir los primeros autores y los que sean necesarios para diferenciar las dos referencias.

Ejemplo:

Las referencias son las siguientes:Kosslyn, Koenig, Barret, Cave, Tang & Gabrieli (1992, 86)Kosslyn, Koenig, Gabrieli, Tang, Marsolek & Daly (1992, 87)

En el texto deben citarse de la siguiente manera:

Kosslyn, Koenig, Barret, et al. (1992, 88)Kosslyn, Koenig, Gabrieli, et al. (1992, 89)En las citas de autor múltiple una los apellidos de los autores dentro de paréntesis con el signo &.

Ejemplo:

Los diseños experimentales son recomendables dadas las limitaciones existentes en el contexto (Campbell & Stanley, 1982, 90)Si la cita está incluida en el texto una los apellidos de los autores con la conjunción “y”.

Ejemplo:

Vargas, Posada y del Río establecen que las… Grupos como autores

En casos en que el autor sea una corporación o institución gubernamental, hay que incluir el nombre completo cada vez que se cite en el texto. Si el nombre es muy largo y dispendioso de copiar, escriba el nombre completo la primera vez e identifique entre corchetes la abreviatura que utilizará en citas posteriores.

Ejemplo:

Primera cita en el texto:

(American Psychological Association [APA], 1998, 91)

Siguientes citas: (APA, 1998, 92)

Trabajos sin autor

Si el trabajo no tiene autor, cite las primeras palabras del título del capítulo o del libro seguido de puntos suspensivos. Cuando es el título del capítulo colóquelo entre comillas así no esté completo, y si es de un libro escríbalo en cursiva. Las referencias para materiales legales tales como casos de la corte, decretos y legislación, se citan como los trabajos sin autor.

Ejemplo:(Ley 23 de 1982, 1982) escriba Anónimo seguido de la fecha de publicación. Ejemplo: (Anónimo, 1967, 93)

Producción + Limpia

178

Autores con el mismo apellido

En caso de citar a dos autores con el mismo apellido, incluya sus iníciales para evitar confusiones.

Ejemplo:

R.D. Luce (1959, 25) y P.A. Luce (1986, 43) también encontraron que….

Trabajos clásicos

Si está citando una obra clásica que no tiene fecha, escriba el apellido del autor, si la obra fue traducida, cite el año de la traducción seguido de la abreviatura K, o el año de la versión que usó seguido por la palabra versión.

Comunicaciones personales:

Las comunicaciones personales incluyen cartas, memorandos, correos electrónicos y conversaciones, entre otros. Dado que éstas no pueden recuperarse por el lector, no deben incluirse en la lista de referencias. Sólo deben citarse en el texto proporcionando las iníciales y el apellido del emisor, así como la fecha de la manera más exacta posible.

Ejemplo:

H. Gómez (Comunicación personal, 14 de enero, 2003)

Fuentes secundarias (cita de cita)

Las fuentes secundarias deben ser empleadas con cuidado, sin ser excesivos, son útiles cuando el trabajo original es difícil de conseguir o no se encuentra en español. En la citación se indica el nombre del trabajo original y se cita la fuente secundaria por ejemplo: Diario de Allport (como se citó en Nicholson, 2003) En las referencias se cita la obra secundaria.

LISTA DE REFERENCIASTodas las referencias que se citan en el texto deben aparecer en la lista de referencias y cada entrada de la lista de referencias debe haberse citado en el texto. Bajo las normas APA, la lista de referencias se organiza alfabéticamente y, al igual que en las citas, se utiliza la técnica de autor - fecha.


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EDITORIAL POLICYProducción + Limpia Journal (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) is a scientific publication produced by Corporación Universitaria Lasallista. It is published biannually and its objective is to divulge Corporación Universitaria Lasallista´s scientific activity, along with that of guest authors.

Contributions are received in Spanish, English or Portuguese, in topics related to environment, environmental management and cleaner and environmentally sound technologies, environmental education, ecosophy, bioethics, environment biolaw, among others.

The target audience of Producción + Limpia journal consists of scientists, academics, professionals and students from Colombia or from all over the world, interested in the disciplines related to research activities in environment, environmental management and cleaner and environmentally sound technologies, among others.

In order to guarantee the accessibility of the contributions to the academic and scientific communities, Producción + Limpia journal is sent in print to the main libraries and documentation centers.

The organisms that provide advisory to the journal are the editorial and the scientific committees, in which academics and scientists with recognized and wide backgrounds, and who

come from prestigious national and international entities, participate. The content of the journal offers a balance between the production of authors from Corporación Universitaria Lasallista and contributions produced by external authors.

Articles sent to be considered for publication must meet the standards that appear in the instructions for the authors. After they are received, the articles are reviewed by peers, who recommend their rejection or their acceptance. If an article is accepted with modifications, the authors will have a time term to make them. In case the authors do not agree, they can clarify their points of view and justify them before sending the article back to the peers for a final decision.

The content of the texts, tables, figures and images included in the material intended for publication, are an exclusive responsibility of the authors. The sources of the tables, figures, quotations from other sources or any other material protected by copyrights, as well as the authorizations for photographs or any information that require permissions from third parties, must be specified.

The reception of a manuscript does not mean it is accepted or that it will be published. For the manuscripts accepted the Editorial Committee has the right to make the modifications it considers necessary for the publication, as well as the publication date on the journal.

Producción + Limpia(Cleaner production) Journal

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LICENSEThe articles selected for the journal must be authorized by their authors for the reproduction and the dissemination of the information on any media, by the use of the form intended for such purpose. The articles published on Producción + Limpia journal are kept under open access conditions, available for public consultation in the institutional website and on the indices, systems and databases the journal is subscribed to, under the Creative Commons license, in the “Reconocimiento-No comercial-Sin Trabajos derivados” (Not commercial Recognition-Without derivate Works) modality approved in Colombia. This means that the authors grant the copyrights on the publication and distribution of the articles via any media to Corporación Universitaria Lasallista, Revista Producción + Limpia.

INSTRUCTIONS TO SUBMIT ARTICLESThe articles must be sent via the Revistas Científicas Lasallistas platform, in which the journal manages the articles submitting, evaluation and publication processes. The documents requested to submit articles must be attached, as specified in the information that appears on that website: the forms (information of the manuscript, verification form and resumes of the authors). The manuscript must be submitted in Word®, double space, 12 points Arial characters and with symmetrical 2.5 cm margins.

The author, or authors, must certify, by means of a letter sent to the editor of the journal, the fact that the article is original and is not simultaneously being submitted to other publications.

TYPES OF MATERIAL RECEIVED FOR PUBLICATION

Editorial. In this section opinions, reflections on topics of interest or related to the content or the subjects of the journal, are expressed. Authors are generally from Corporación Universitaria Lasallista.

Original Article. An original article includes findings of research works. It must have the following structure: Introduction, materials and methods, results and discussion. At the beginning of the article, the author must include an abstract with a maximum of 250 words and the key words in Spanish and English (5, maximum). The article can have a maximum of 5 tables and graphics -altogether- and a number of pages between 10 and 15. A minimum of 10 references is required.

Brief Original Article. This section includes articles with a limit of 1500 words. They are usually preliminary briefs or side findings of research projects. They must have the same structure of the original articles and the restriction of tables and graphics, in total, is 2. The abstract and the key words follow the same format of the original articles. The maximum of references is 10.

Case reports. They introduce the results of a study about a particular situation in order to divulge the technical and methodological experiences considered in a specific case. It includes a commented revision to the literature about similar cases. Their structure is the same of the original articles. The maximum number of references is 10.

Essays. These articles reflect on a topic related to research. They have the same structure followed by the revision articles, but a shorter extension is recommended.

Classics. These are articles that have influenced the development of research. The abstract and the key words must have the same structure followed by revision articles.

Methodological Aspects. Articles intended to illustrate about technologies used in the research processes are included in this section. The structure is the same followed by revision articles.

News. Reports of events or activities related to research are published if they are interesting for the academic community.


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Letters to the Editor.

This section aims to stimulate the interaction between the Editorial Committee and the users of the journal. It is intended to serve as a discussion forum for topics of interest treated in the journal. The letters must have a title, a text, the institutional affiliation of the author and references if necessary.

Excerpt. Up to 300 words abstracts of research works which are not published in full.

Reflection. It is a document that shows the results of a finished research work from an analytic, an interpretative or a critical view of the author on a specific topic, using the original sources.

Reflection Document not Derived from a Research Work. It is a reflection about a particular matter. The document is not necessarily derived from a scientific or a technological research work.

INSTRUCTIONS FOR THE AU-THORS It is essential that the following information is included on the first page of an article:

Title of the Article: It must be concise but informative, with no more than 15 words. A footnote must include the title of the research work it is based on, the time of its making and the entities that financed it.

List of Authors: With the full names of the authors, in the order under which they must appear.

This information must be completed with their academic degrees, plus their positions and the institutions they work at. Additionally, the main author has to include an e-mail address for correspondence purposes with editors and readers and the place and date of the research and funding, if necessary.

Abstract and Key Words in Spanish: An abstract in Spanish must be included. For original and brief original articles, the abstract

must be structured and have a maximum of 250 words. The abstract must specifically indicate: Introduction, objective, materials and methods, results and conclusions.

The title, the abstract and the key words must be included in Spanish, English and Portuguese.

For revision articles, essays, methodological aspects, classics, reflection and reflections not derived from research works, abstracts are not structured and must be made with less than 100 words. In any case, abstracts must include a number between 3 and 5 key words. These words must be those that best describe the content, and for that purpose they must include 2 key words included in thesauri related to the area of the article.

TEXT OF THE ARTICLEWhen the articles are original and brief original, they must have the following parts:

Introduction. The author must establish the purpose of the study, summarize its logical base and mention some relevant references.

Materials and Methods. This part of the text includes the selection of the procedures for the experimental work and identifies the methods and the equipment with enough detail to allow their reproduction. Mathematical and statistic procedures must also be described in detail.

Results. Must be presented in a logical sequence, with their respective tables and graphics and the most relevant findings during the research work.

Discussion. In this section, authors emphasize the most important aspects of the study and compare the results with those of similar research works. Conclusions not supported by the findings should be avoided.

Conclusions. One or more conclusions derived from the study.

Acknowledgements. In this section the collaborations received in the research work and which do not justify an inclusion as a part of the authorship, are included (aspects such as


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technical help, financial aids and support material)

The other articles must have, minimally, the abstract, the key words, the development of the topic and the conclusions.

PREVIOUS REVISION TO FULFILL THE EDITORIAL POLICIES AND THE PUBLICATION STANDARDS Verification of fulfillment of the editorial norms. The editor makes a revision in which the manuscript´s fulfillment of the standards stipulated in this document is verified: delivery of the information requested, license of the work and complete and adequate structure of the manuscript, according to the editorial policy and quotations according to the APA 6th edition standards. Authors can verify the fulfillment of the requirements and the standards before sending the manuscript, by using the verification checklist available at the Revistas Científicas Lasallistas website.

Editorial Revision. After the revision of the editorial standards´ fulfillment, and before the review performed by the peers, the editor makes a previous evaluation of all of the manuscripts that fulfill the editorial standards. The purpose of this revision is to make sure that the articles have

the structure established and that the contents are relevant and clear, thus facilitating the peer review. As a result, the manuscript is sent to the peers for their evaluation and, later, sent back to the authors if the content is rejected or if modifications are required.

PEER-REVIEW

Once the editor verifies that the article meets all of the standards established by the journal, the manuscript is sent to, minimally, two external peers. They evaluate the scientific quality of the manuscript and send their judgment in the form established for such purpose. The review is anonymous for both the author and the peer (double-blind). The editor revises and values the reviews, is advised by the Editorial and the Scientific Committees or by competent people and, as a result, rejects the manuscript, sends it back to the authors for corrections or accepts it for its publication. If corrections are requested to the authors they have a 10 calendar days, from the date of the notification, to send the new version. The manuscript is published online and in print, and the main author receives two copies of the printed version.

References. References must be made following the standards of the American Psychological Association (APA) sixth edition, available at the website http://www.apastyle.org/.


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POLÍTICA EDITORIALA Revista Produção + Limpa (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) é uma publicação científica da Corporação Universitária Lasallista. Publica-se com uma periodicidade semestral e o objetivo é difundir sua atividade investigativa e a dos colaboradores convidados.

Recebem-se contribuições em espanhol, inglês ou português, nos temas de médio ambiente, gestão ambiental, implementação de tecnologias sãs e limpas, educação ambiental, ecosofía, bioética, biodireito ambiente, entre outros.

O público objetivo da Revista Produção + Limpa está formado por cientistas, acadêmicos, profissionais e estudantes no âmbito nacional e internacional interessados nas disciplinas relacionadas com atividades de investigação nas áreas de médio ambiente, gestão ambiental, implementação de tecnologias sãs e limpas, entre outras.

Para garantir que seu aporte seja acessível à comunidade acadêmica e cientista colombiana, A Revista Produção + Limpa chega em formato impresso às principais bibliotecas e centros de documentação do país.

Os organismos assessores da Revista são os comitês editorial e científico, os quais incluem acadêmicos e cientistas de ampla trajetória profissional, vinculados a entidades

de reconhecido prestígio do país e do exterior. Seu conteúdo oferece um balanço entre a produção de autores vinculados à Corporação Universitária Lasallista e a de autores externos.

O artigo candidato a publicação deve cumprir com as normas que aparecem nas Instruções para os autores. Depois de sua recepção, o artigo se submete a avaliação por pares, os que recomendam sua aceitação ou rejeição. Se o artigo é aprovado com modificações, os autores disporão de um tempo limite para realizá-las, e, no caso de não estar de acordo farão as aclarações e justificativa pertinentes para depois enviá-lo de novo aos pares para o ditame final.

O conteúdo dos textos, tabelas, figuras e imagens inclusas no material a publicar são de exclusiva responsabilidade dos autores, para isso, devem-se explicitar nos artigos as fontes das tabelas, figuras, apartes de obras alheias ou qualquer outro materiais protegido pelo direito de autor; bem como as permissões para reproduzir fotografias ou informações que requeiram o consentimento de terceiros.

A recepção de um manuscrito não implica a aceitação nem publicação do mesmo. Nos manuscritos aceitados para publicação, o Comitê Editorial se reserva o direito de realizar as modificações editoriais necessárias para sua publicação, ao igual que sua data de aparição na Revista.

Revista Produção + Limpia

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LICENÇAOs artigos que sejam selecionados para fazer parte da Revista deverão ser autorizados por seu autor ou autores para sua reprodução e difusão através de qualquer meio mediante formato o estabelecido para dito fim. Os artigos publicados na Revista Produção + Limpa permanecem em acesso aberto disponíveis para sua consulta pública no lugar web Institucional, como nos diferentes índices, sistemas e bases de dados aos quais a revista está assinada, sob a licença Creative Commons, na modalidade Reconhecimento-Não comercial-Sem Trabalhos derivados, aprovada na Colômbia. O anterior implica, que os autores cedem sem direito a retribuições econômicas à Corporação Universitária Lasallista, Revista Produção + Limpa, os direitos de autor sobre a publicação e reprodução através de diferentes meios de difusão.

INSTRUÇÕES PARA A APRESENTAÇÃO DE ARTIGOSO envio de artigos se deve realizar através da plataforma de Revistas Científicas Lasallistas onde a Revista administra os processos de aceitação, avaliação e publicação de artigos. Assim mesmo, devem-se anexar os documentos solicitados para a aceitação do artigo, tal como se especifica na informação consignada em dita página: os formatos (informação do manuscrito, formato de verificação e folha de vida dos autores). O manuscrito se deve apresentar em formato Word®, a espaço duplo, com tipo de letra Arial de 12 pontos, com margens simétricas de 2,5 cm.

O autor ou autores devem certificar mediante carta dirigida ao editor da Revista a originalidade do artigo e que não está sendo submetido simultaneamente em outras revistas.

TIPO DE MATERIAL QUE SE RECEBE PARA PUBLICAÇÃO

Editorial. É a seção onde se expressam opiniões, reflexões sobre temas de interesse

ou relacionados com o conteúdo ou temática da revista. Geralmente os autores são de Corporação Universitária Lasallista.

Artigo original. Inclui achados de investigações. Deve estar estruturado nas seguintes partes: Introdução, materiais e métodos, resultados e discussão. Ao princípio do artigo o autor apresentará um resumo de máximo 250 palavras, além das palavras importantes em espanhol e em inglês (máximo 5). Pode levar entre tabelas e gráficas de 1 a 5 e um número de folhas entre 10 e 15. Se aceitarão como referências um mínimo de 10.

Artigo original breve. Esta seção inclui os artigos limitados a 1500 palavras. Geralmente são relatórios preliminares ou achados colaterais de projetos de investigação. Tem a mesma estrutura dos artigos originais, e a restrição entre tabelas e gráficas é de 2. O resumo e palavras importantes seguirão o formato dos artigos originais. O número máximo de referências é de 10.

Reportes de caso. Apresenta os resultados de um estudo sobre uma situação particular com o fim de dar a conhecer as experiências técnicas e metodológicas consideradas num caso específico. Inclui uma revisão comentada da literatura sobre casos análogos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos originais. O número máximo de referências é de 10.

Ensaios. São artigos que reflexionam sobre um tema relacionado com a investigação. Segue-se o mesmo formato dos artigos de revisão, mas se recomenda que sejam mais curtos. Clássicos. São artigos que influíram no desenvolvimento da investigação. O resumo e as palavras importantes seguirão o formato dos artigos de revisão.

Aspectos metodológicos. Incluem-se nesta seção aqueles artigos cuja função principal seja a de ilustrar sobre metodologias empregadas nos processos investigativos. Sua estrutura tanto faz à dos artigos de revisão.

Notícia. Publicam-se reportes de eventos ou atividades relacionadas com a atividade investigativa, e que possam ser de interesse para a comunidade acadêmica.


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Cartas ao Editor. Com esta seção se pretende estimular a interação entre o comitê editorial e os usuários da revista. Espera-se que sirva de foro de discussão de tópicos de interesse tratados na publicação. As cartas conterão um título, um texto, a afiliação institucional do autor, e referências quando seja necessário.

Recolhimento. São resumos, até de 300 palavras, de trabalhos de investigação que não se publicam em toda sua extensão.

Reflexão. É um documento que apresenta resultados de uma investigação terminada desde uma perspectiva analítica, interpretativa ou crítica do autor, sobre um tema específico, recorrendo a fontes originais.

Documento de reflexão não derivado de investigação. Reflexão sobre um tema em particular, o qual não requer ser derivado de uma investigação científica ou tecnológica.

INSTRUÇÕES PARA OS AUTORES

É essencial que na primeira página do artigo apareça a seguinte informação:

Título do artigo: deve ser conciso mas informativo, não deve ter mais de 15 palavras. A pé de página se deve anotar o título da investigação que lhe deu origem, o período de sua realização e a ou as entidades financiadoras.

Lista de autores: com os nomes completos e sobrenomes na ordem em que deve aparecer.

Se complementará esta informação com os graus acadêmicos, cargo e instituição onde labora cada autor. Adicionalmente, o autor principal anotará um correio eletrônico, para a correspondência de editores e leitores; lugar e data da investigação e financiamento que se teve.

Resumo e palavras importantes em português: se apresentará um resumo em português. Para os artigos originais e artigos originais breves, o resumo deverá ser estruturado e terá como máximo 250 palavras. Este resumo deve indicar especificamente: Introdução, objetivo, materiais e métodos, resultados e conclusões.

O título, o resumo e as palavras importantes deverão ser apresentados em espanhol, inglês e português.

Para os artigos de revisão, ensaios, aspectos metodológicos, clássicos, de reflexão e de reflexão não derivados de investigação o resumo não é estruturado e se fará em menos de 100 palavras. Em todos os casos, os resumos devem incluir entre três e cinco palavras importantes que melhor descrevam o conteúdo, para isso, devem ter em conta incluir mínimo 2 palavras importantes que estejam inclusas em tesauros da área do artigo.

TEXTO DO ARTIGO

Quando são artigos originais e originais breves, deverá conter as seguintes partes:

Introdução. O autor deve estabelecer o propósito do estudo, resumir seu fundamento lógico, mencionando algumas referências pertinentes.

Materiais e métodos. Esta parte do texto inclui a seleção de procedimentos para o trabalho experimental, e se identificam os métodos e equipes com suficiente detalhe para permitir sua reprodução. Os procedimentos matemáticos e estatísticos também devem descrever-se com detalhe.

Resultados. Devem apresentar-se em sequência lógica, com suas respectivas tabelas e gráficas, e os comentários dos principais resultados durante a investigação.

Discussão. Nesta seção os autores enfatizam os aspectos mais importantes do estudo e se comparam com os resultados de outras investigações similares. Devem-se evitar as conclusões que não estejam apoiadas nos resultados.

Conclusões. Anotar uma ou mais conclusões que se desprendem do estudo.

Agradecimentos. Nesta seção aparecerão as colaborações por trabalho que não justifica a autoria, a ajuda técnica recebida, as ajudas financeiras, e o material de apoio.


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Os demais artigos deverão ter no mínimo, resumo, palavras importantes, o desenvolvimento do tema e as conclusões.

PRÉVIA REVISÃO PARA CUMPRI-MENTO DE POLÍTICAS EDITO-RIAIS E NORMAS PARA PUBLI-CAÇÃOVerificação do cumprimento das normas editoriais. O Editor realiza uma revisão na que se verifica que o manuscrito cumpra com as normas estipuladas neste documento: entrega da informação solicitada, licenciamento da obra, estrutura completa e adequada do manuscrito, de acordo com a política editorial e citação de acordo com as normas APA 6ª edição. O autor pode verificar o cumprimento dos requisitos e normas antes de enviar o manuscrito utilizando o formato de verificação que se encontra disponível na página web: Revistas Científicas Lasallistas.

Revisão Editorial. Posterior à verificação do cumprimento das normas editoriais, antes de ser enviados à avaliação por pares, o editor realiza uma avaliação prévia de todos os manuscritos que cumpram as normas editoriais. O objetivo desta revisão prévia é comprovar que o artigo cumpra com a estrutura estabelecida e seus conteúdos claros e pertinentes, para facilitar a avaliação por parte dos pares. Como resultado,

o manuscrito será enviado a avaliação por pares, devolvido aos autores para correções ou recusado.

REVISÃO POR PARES (PEER-REVIEW)Uma vez o Editor verifica que o artigo cumpre com todos as linhas estabelecidas pela Revista, envia o manuscrito a dois avaliadores externos, no mínimo, quem avaliam a qualidade científica da publicação e emitem seu conceito por escrito no formato estabelecido para dito fim. A avaliação se realiza de forma anônima tanto para o autor como para o avaliador (cego dobro). O Editor revisa e valoriza as avaliações, assessora-se pelos Comitês Editorial e Científico ou por pessoas idóneas e como resultado, aceita a publicação do manuscrito, devolve-o aos autores para correções, ou o recusa de forma definitiva. Nos casos em que se solicitam correções, os autores devem enviar a nova versão, num prazo máximo de dez (10) dias calendário a partir da data de notificação. O manuscrito se publica em linha e de forma impressa, da qual se enviam dois exemplares ao autor principal.

Referências. As referencias se devem realizar tendo em conta as normas da American Psychological Association (APA) sexta edição que podem ser conferidas na direção eletrônica http://www.apastyle.org/ .


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PRESENTACIÓN

La Revista Producción + Limpia (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) es una publicación científica de la Corporación Universitaria Lasallista. Se publica con una periodicidad semestral y el objetivo es difundir su actividad investigativa y la de los colaboradores invitados.

El público objetivo de la Revista Producción + Limpia está formado por científicos, académicos, profesionales y estudiantes en el ámbito nacional e internacional interesados en las disciplinas relacionadas con actividades de investigación.

Los organismos asesores de la Revista son los Comités Editorial y Científico, los cuales incluyen académicos y científicos de amplia trayectoria profesional, vinculados a entidades de reconocido prestigio del país y del exterior.

El contenido de la publicación ofrece un balance entre la producción de autores vinculados a la Corporación Universitaria Lasallista y

la de autores externos del orden nacional e internacional.

FUNDAMENTOS ÉTICOSLa revista como medio de difusión científica acoge los motivos y declaraciones de la UNESCO2 en materia de ciencia y tecnología y comparte con este organismo la necesidad urgente de crear y promover principios y normas éticas que orienten el progreso científico y el desarrollo tecnológico, y preserven el acceso equitativo a los beneficios de los adelantos científicos y tecnológicos.

En los asuntos éticos la máxima instancia decisoria es el Comité de Ética y Propiedad Intelectual de la Corporación Universitaria Lasallista que se encarga de velar por el respeto, la autonomía, la dignidad de las personas y en general de todos los seres vivos involucrados en investigaciones científicas y de generar un hábito

Declaración de principios éticos y malas prácticas1


1 Este documento ha sido adaptado del documento para procedimientos y estándares éticos elaborado porCambridge University Press, siguiendo las directrices para un buen comportamiento ético en publicaciones científicas seriadas del Committee on Publication Ethics (COPE).2 La Ética de la ciencia y Tecnología en la Unesco. Documento publicado por la División de ética de la Ciencia y la Tecnología. UNESCO. 2008.

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y una cultura de respeto por los derechos de propiedad intelectual.

De igual manera y para los casos de experimentación con animales se cuenta con el Comité de Ética para Experimentación con Animales, que vela por el cuidado, protección, bienestar y prevención de dolor innecesario en los procedimientos con estas especies.

La Revista Producción + Limpia es neutral y respetuosa de las diferentes posiciones políticas, filosóficas, religiosas, éticas o personales de los autores y no coarta o influye de ninguna manera en los escritos, no discrimina los mismos, ni privilegia líneas de pensamiento o doctrinas en particular.

La Revista y cada una de las partes involucradas en el proceso de edición, esto es, editor, autores, revisores, colaboradores y grupo de apoyo editorial, están comprometidas de manera integral con el respeto por la dignidad del hombre, y de manera especial con la creación de una conciencia ética, moral, cívica, social, científica, investigativa y cultural en las diferentes fases del proceso, desde el sometimiento de los artículos, hasta su publicación.

Este compromiso ético permanente se hace manifiesto en las siguientes declaraciones:

POSTULADOS ÉTICOS FRENTE A LAS MALAS PRÁCTICAS DE PUBLICACIÓN

RESPONSABILIDADES DE LOS EDITORES

Actuar de manera justa, objetiva y transparente, prescindiendo de cualquier forma de discriminación sexual, religiosa, política, de origen o ética de los autores, en armonía con los derechos humanos y la Constitución Política de Colombia en esta materia.

Considerar, editar y publicar las contribuciones académicas atendiendo únicamente a méritos académicos y a elevados estándares de calidad, sin tomar en cuenta ningún tipo de influencia comercial o conflicto de intereses.

Acoger y seguir los procedimientos adecuados para resolver posibles quejas o presuntas faltas de

carácter ético o de conflicto de interés. El Editor y el Comité Editorial actuarán en concordancia con los reglamentos, políticas y procedimientos establecidos por la Corporación Universitaria Lasallista y la política Editorial de la Revista que en todo momento puede ser consultada por parte de los autores y colaboradores.

En todos los casos el Editor respetará el debido proceso y dará a la parte interesada y/o autores, oportunidad para presentar pruebas frente a posibles conflictos de intereses y /o conductas inadecuadas de orden ético.

RESPONSABILIDADES DE LOS REVISORES

Contribuir de manera objetiva al proceso de evaluación de los manuscritos sometidos a consideración en la Revista Producción + Limpia, colaborando, en forma oportuna, con la mejora en la calidad científica de los productos que se encuentran en proceso editorial y para publicación en la Revista.

Mantener la confidencialidad de los datos suministrados por el Editor, el Comité Editorial o los autores, haciendo correcto uso de esta información por los medios que le sean provistos. No obstante, es su decisión conservar o copiar el manuscrito en el proceso de evaluación.

Devolver el material y destruir cualquier copia de la producción intelectual una vez haya concluido el proceso de evaluación. Por ningún motivo conservará copias de las contribuciones de los autores.

Informar al Editor y al Comité Editorial, de manera oportuna cuando el contenido de una contribución académica presente elementos de plagio o se asemeje sustancialmente a otros productos de investigación publicados o en proceso de publicación.

Informar cualquier posible conflicto de intereses con una contribución académica por relaciones financieras, institucionales, de colaboración o de otro tipo entre el revisor y los autores. En tales casos y si es necesario, retirará sus servicios en la evaluación del manuscrito.


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RESPONSABILIDADES DE LOS AUTORESMantener soportes y registros precisos de los datos y análisis de datos relacionados con el manuscrito presentado a consideración de la Revista. Cuando el Editor o el Comité Editorial requieran esta información, los autores deberán suministrar o facilitar el acceso a ella. Al momento de ser requeridos, los datos originales entrarán en una cadena de custodia que asegure la confidencialidad y protección de la información por parte de la Revista.

Confirmar mediante una carta de originalidad (formato preestablecido por la Revista) que la contribución académica sometida a evaluación no está siendo considerada ó ha sido sometida y/ó aceptada en otra publicación.

Cuando parte del contenido de esta contribución haya sido publicado o presentado en otro medio de difusión, los autores deberán reconocer y citar las respectivas fuentes y créditos académicos. Además, deberán presentar copia al Editor y al Comité Editorial de cualquier publicación que pueda tener contenido superpuesto o estrechamente relacionado con la contribución sometida a consideración. Adicionalmente, el autor debe reconocer los respectivos créditos del material reproducido de otras fuentes. Aquellos elementos como tablas, figuras o patentes, que requieren un permiso especial para ser reproducidos deberán estar acompañados con una carta de aceptación de reproducción por parte de los poseedores de los derechos de autor del producto utilizado.

En aquellas investigaciones donde se experimente con animales se deben mantener y asegurar las prácticas adecuadas establecidas en las normas que regulan estas actividades. De igual manera, en experimentos en los que participen seres humanos se debe contar con consentimiento informado y el respeto a la privacidad.

Declarar cualquier posible conflicto de intereses que pueda ejercer una influencia indebida en alguna de las fases del proceso, ya sea de sometimiento, revisión edición o publicación de las contribuciones académicas.

Revisar cuidadosamente la versión final diagramada del artículo, previamente a la publicación en la revista, informando sobre los ajustes que se puedan presentar y deban ser corregidos. En caso de encontrar ajustes significativos, una vez publicada la contribución académica, los autores deberán notificar oportunamente al Editor y al Comité Editorial, cooperando posteriormente con la Revista en la publicación de una fe de erratas, apéndice, aviso, corrección, o en los casos donde se considere necesario retirar el manuscrito del número publicado. RESPONSABILIDAD DE LA CORPORA-CIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA

La Corporación Universitaria Lasallista, en cuyo nombre se publica la Revista Revista Producción + Limpia, define las políticas, criterios y categorías de las publicaciones y adopta sus políticas editoriales en cumplimiento de la misión y visión institucionales, lo cual asegura que las normas éticas y las buenas prácticas se cumplan a cabalidad.

Respetar y promover los derechos humanos, la vida en todas sus formas, la bioética, y las disposiciones en materia ética.

PROCEDIMIENTOS PARA TRATAR UN COMPORTAMIENTO NO ÉTICO:

IDENTIFICACIÓN DE UN COMPORTA-MIENTO NO ÉTICO

El comportamiento no ético o una mala práctica pueden ser informados al Editor en cualquier momento y por cualquier persona.

Un comportamiento no ético puede incluir lo estipulado en la declaración de buenas prácticas y normas éticas de la Revista Producción + Limpia, y otras conductas a juicio de la parte interesada, cuando considere que se vulneran normas de orden disciplinario, penal o constitucional.

La parte interesada y / o autor que tenga conocimiento de una falta contra la ética informará a la Revista. El Editor y el Comité Editorial examinarán la conducta en primera instancia y tomaran las decisiones a que hubiere


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lugar de acuerdo con la gravedad de la falta y la política editorial de la Revista.

La notificación sobre un comportamiento no ético debe hacerse por escrito y estar acompañada con pruebas pertinentes, conducentes y útiles para iniciar un proceso de investigación. Todas las denuncias deberán ser consideradas y tratadas de acuerdo con la justicia, imparcialidad y cuidado, hasta que se esclarezca el asunto y se tome una decisión de fondo.

La comunicación de un comportamiento no ético debe informarse en primera instancia preferiblemente al Editor de la Revista, en su defecto al Comité Editorial o subsidiariamente al Comité de Ética y Propiedad Intelectual de la Corporación Universitaria Lasallista en nombre de quien se publica la Revista.

Un comportamiento no ético del Editor o del Comité Editorial de la Revista Producción + Limpia deberá ser informado ante el Comité de Ética y Propiedad Intelectual de la Corporación Universitaria Lasallista. PROCESO DE INVESTIGACIÓN FRENTE A UN COMPORTAMIENTO NO ÉTICO

Las instancias en un proceso de investigación por comportamientos no éticos y malas prácticas en la publicación son las siguientes.

1. Editor

2. Comité Editorial

3. Comité de Ética y de Propiedad Intelectual

La primera decisión debe ser tomada por el Editor de la Revista Producción + Limpia quien podrá consultar o buscar el asesoramiento del Comité Editorial, y en última instancia del Comité de Ética y de Propiedad Intelectual.

Las evidencias de la investigación serán mantenidas en estricta confidencialidad y se darán a conocer únicamente a las personas que tengan condición de parte interesada.

Un comportamiento no ético que el Editor considere menor, puede ser tratado entre él y los autores sin necesidad de consultas adicionales. En todo caso, los autores deben tener la

oportunidad de responder a las denuncias realizadas por un comportamiento no ético.

Un comportamiento no ético de carácter grave se debe notificar al autor y/o autores y a las entidades de filiación institucional de los mismos. El Editor debe tomar la decisión de si debe o no involucrar a otras instancias legales pertinentes para el desarrollo de la investigación (siempre en consulta previa con un número limitado de expertos). RESULTADOS (EN ORDEN CRECIENTE DE GRAVEDAD, PODRÁN APLICARSE POR SEPARADO O EN COMBINACIÓN)

Informar a los autores o revisores donde parece haber un malentendido o mala práctica de las normas éticas.

Enviar una comunicación oficial dirigida a los autores o revisores que indique la falta de conducta ética y sirva como precedente para buen comportamiento en el futuro.

Hacer una notificación pública formal en la que se detalle la mala conducta con base en las evidencias del proceso de investigación.

Hacer una página de editorial que denuncie de manera detallada la mala conducta con base en las evidencias del proceso de investigación.

Enviar una carta formal dirigida a las entidades de filiación institucional de los autores que a su vez respaldan o financian el proceso de investigación.

Realizar correcciones, modificaciones o de ser necesario retirar el artículo de la publicación de la Revista, clausurando los servicios de indexación del artículo, informando al autor y/ o autores, a la institución de filiación de los autores y a los revisores esta decisión.

Realizar una sanción de cinco años al autor, periodo en el cual no podrá volver a publicar en la Revista.

Denunciar el caso y el resultado de la investigación ante las autoridades competentes, en caso que el buen nombre de la Corporación Universitaria Lasallista y la Revista Producción + Limpia se vean comprometidos.


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INTRODUCTIONThe Revista Producción + Limpia (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) is a scientific journal published by Corporación Universitaria Lasallista. It is published every semester and its objective is to divulge the institution´s research activity, and that of guest authors.

The target audience of Revista Producción + Limpia is composed of national and international scientists, professors, professionals and students interested on the disciplines related to research activities.

The advising organisms of the journal are the editorial and scientific committees, which include professors and scientists with a wide professional prestige who work in well recognized national and international entities.

The content of the journal offers a balance between authors from Corporación Universitaria Lasallista and from external national and international authors.

ETHICAL BASESThe journal, as a scientific information media, adopts the motivations and statements of UNESCO2 in science and technology terms, and shares with that organism the urgent necessity to create and promote ethical principles and rules that guide scientific progress and technological development, and preserving the equalitarian access to the benefits brought by scientific and technological advances.

For ethical issues, the decisions are taken by the Ethics and Intellectual Property Committee of Corporación Universitaria Lasallista, which is in charge of maintaining the respect, autonomy and dignity of the people and, in general, of the living beings involved in scientific research and of generating a culture of respect for intellectual property.

In the same spirit, and for the case of experiments with animals, there is An Ethical Committee for Experiments with Animals, which is in charge of the care, the protection, the wellbeing and the

Statement of ethical principles and wrong practices1


1 This document has been adapted from the document for ethical standards and procedures made by Cambridge University Press, following the rules for good ethical behavior in scientific publications of the Committee on Publication Ethics (COPE).2 UNESCO: Ethics of Science and Technology. Document published by the Division of Ethics of Science and Technology. UNESCO, 2008.

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prevention of unnecessary pain in procedures with these species.

The Revista Producción + Limpia is neutral in terms of the political, philosophical, religious, ethical or personal positions of the authors, and does not restrict or influence in any way the written materials or privileges lines of thought or particular doctrines.

The Revista Producción + Limpia and every part involved in the edition process, such as the editor, the authors, the revisers, collaborators and the editorial support team, are integrally committed to respect human dignity and, especially, to create an ethical, moral, civic, social, scientific, investigative and cultural consciousness in the different stages of the process, from the reception of the articles to their publication.

This ethical commitment is manifested by the following statements:

ETHICAL POSTULATES AGAINST WRONG PUBLICATION PRACTICES

RESPONSIBILITIES OF THE EDI-TORS:Act in a just, objective and transparent way, without any sexual, religious, political, origin or ethical discrimination against the positions of the authors, in harmony with human rights and the Colombian Constitution.

Consider, edit and publish the academic contributions, only taking into account the academic merits and the high quality standards required, disregarding any commercial influence or conflict of interests.

Assume and follow the adequate procedures to solve possible complains or presumed ethical failures or conflicts of interests. The editor and the editorial committee will act according to the regulations, policies and procedures established by Corporación Universitaria Lasallista and the editorial policy of the journal, which can always be consulted by authors and collaborators.

In all of the cases, the editor will respect the due process and will give the parts interested or

to the authors the opportunity to present their proofs before any conflict of interest and/or any ethically inadequate conduct.

RESPONSIBILITIES OF THE REVI-SERS: Objectively contribute to the evaluation process of the papers submitted for the consideration of the Revista Producción + Limpia, dully collaborating to the improvement of the scientific quality of the products submitted to the editorial process and the publication on the journal.

Keep the confidentiality of the data provided by the Editor, the Editorial Committee or the authors, using that information correctly and following the duly intended ways. The revisers, nevertheless, can keep or copy the paper during the evaluation process.

Return the material and destroy any copy of the intellectual production, once the evaluation process is finished. Under no circumstance the revisers can keep copies of the contributions submitted by the authors.

Inform the Editor and the Editorial Committee, in due time, if the content of an academic contribution has elements of plagiarism or substantially resembles other research products published or in progress.

Inform about any possible conflict of interest with an academic contribution due to financial, institutional, collaboration or any other kind of relationships between the reviser and the authors. In such cases, and if it is necessary, he or she will resign to the evaluation of the paper.

RESPONSIBILITIES OF THE AU-THORSKeep backups and precise registration of the data and the data analysis related to the papers submitted for being published on the Journal. If the Editor or the Editorial Committee requires such information, they must provide the material or an access to it. At the moment of such requirement, the original data will be kept in custody to assure confidentiality and protection for the information, by the Journal.


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Confirm, by means of an originality letter (form pre-established by the Journal) that the academic contribution subjected to assessment is not in process of acceptance or already accepted by another publication.

When a part of this contribution has already been published or submitted to another publication, the authors will have to acknowledge and quote the respective sources and academic credits. Besides, they will have to send a copy to the editor and to the editorial committee of any publication with any possible content that is superimposed or closely related with the contribution submitted. Additionally, the author must acknowledge the respective credits to the materials reproduced from other sources. Elements such as tables, figures or patents -which require especial permissions to be reproduced- must be accompanied with a letter of acceptance for their reproduction, signed by the owners of the copyright of the products used.

In research works involving experiments with animals, adequate practices according to the regulations in force must be kept and assured. In the same way, experiments in which human beings participate must have their signed permission and the due respect for privacy.

Declare any possible conflict of interests that can have an undue influence on any stage of the process, such as submission, revision, edition or publication of the academic contributions.

Carefully revise the final diagrammed version of the paper, before it is published on the journal, informing about possible mistakes that require immediate correction. In case of finding significant errors after the journal is published, the authors will have to inform the editor and the editorial committee, and cooperate for publication the due errata, appendix, notification, correction or, when necessary, removal of the manuscript from the issue published.

RESPONSIBILITY OF CORPORACIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA

Corporación Universitaria Lasallista, on which behalf the Revista Producción + Limpia

is published, defines the policies, criteria and categories of the publications and adopts the editorial policies according to the institutional mission and vision, thus assuring that the ethical norms and good practices are totally fulfilled.

Respect and promote human rights, life in all of its forms, bioethics and ethical provisions.

PROCEDURES TO TREAT UNE-THICAL BEHAVIOR: IDENTIFICA-TION OF UNETHICAL ACTIONSUnethical behavior or wrong practices can be informed to the editor in any moment and by any person.

Unethical behavior can include those actions stipulated in the best practices statement and ethical regulations of Revista Producción + Limpia and other conducts judged as unethical by the interested party, when he/she considers that disciplinary, criminal or constitutional rules are violated.

The interested party and/or an author who notices a violation to ethics will inform the Journal. The Editor and the Editorial Committee will examine the conduct in first instance and make the necessary decisions according to the seriousness of the offense and the editorial policy of the Journal.

The information of an unethical behavior must be made in writing and include all of the relevant, conclusive and useful proofs to start an investigation. Any denunciation must be considered and treated according to justice, objectivity and care, until the impasse is solved and a structural decision is made.

Unethical behavior must be preferably, communicated first to the Editor of the Journal. If this is not possible, to the Editorial Committee or, in a subsidiary way, to the Ethics and Intellectual Property Committee of Corporación Universitaria Lasallista, on which behalf the journal is published.

Any unethical behavior of the Editor or of the Editorial Committee of the Revista Producción + Limpia must be informed to the Comité de


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Ética y Propiedad Intelectual de la Corporación Universitaria Lasallista (Ethics and Intellectual Property Committee of Corporación Universi-taria Lasallista).

PROCESS TO INVESTIGATE UNE-THICAL BEHAVIORThe instances in an investigation process for unethical behavior and wrong publication practices are:

1. Editor

2. Editorial Committee

3. Ethics and Intellectual Property Committee

The first decision must be made by the Revista Producción + Limpia, who can consult or ask for the advice of the Editorial Committee, as a last instance, the Ethics and Intellectual Property Committee.

The evidences in the investigation will be kept under strict confidentiality and will be divulged only to those who have the condition of interested parties.

An unethical behavior consider as not severe by the editor can be solved by him/her and the authors, without additional consultations. In any case, the authors must have the opportunity to answer the accusations made in terms of unethical behavior.

Any severe unethical behavior must be informed to the author(s) and the institutions they are affiliated to. The editor must make the decision of whether or not include other relevant legal instances for the development of the investigation (always consulting, first, to a limited number of experts).

RESULTS (IN ASCENDING SE-VERITY ORDER. THEY CAN BE APPLIED IN SEPARATE OR COM-BINED)

Inform the authors or the revisers where a misunderstanding or a wrong practice of ethical rules seems to be.

Send an official communication addressed to the authors or the revisers that explains the unethical behavior and serves as future reference for correction.

Make a formal public notification in which the wrong behavior is thoroughly exposed, based on the evidences of the investigation process.

Make an editorial page in which the unethical action is thoroughly denounced, based on the evidences of the investigation process.

Send a formal letter to the institutions the authors are affiliated to, and that support or fund the research process.

Make corrections, modifications or, if necessary, remove the paper from the journal, closing the paper´s indexation services, informing this decision to the author(s), the institution of his/her/their affiliation and the revisers.

Make a five year sanction to the autor(s), period during which he/she/they will not be allowed to publish on the Journal.

Denounce the case and the result of the investigation to the corresponding authorities, in case that the good names of Corporación Universitaria Lasallista and Revista Producción + Limpia are compromised.


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APRESENTAÇÃO

A Revista Producción + Limpia (ISSNp: 1909-0455) – (ISSNe 2323-0703) é uma publicação científica da Corporación Universitaria Lasallista. Se publica com una periodicidade semestral e o objetivo é difundir sua atividade investigativa e a dos seus colaboradores convidados.

O público objetivo da Revista Producción + Limpia está formado por científicos, acadêmicos, profissionais e estudantes no âmbito nacional e internacional interessados nas disciplinas relacionadas com atividades de investigação.

Os organismos assessores da Revista são os Comitês Editorial e Científico, os quais incluem acadêmicos e científicos de ampla trajetória profissional, vinculados a entidades de reconhecido prestigio do país e do exterior.

O conteúdo da publicação oferece um balance entre a produção de autores vinculados à Corporación Universitaria Lasallista e a

de autores externos de ordem nacional e internacional.

FUNDAMENTOS ÉTICOSA Revista como meio de difusão científica acolhe os motivos e declarações da UNESCO2 em matéria de ciência e tecnologia e compartilha com este organismo a necessidade urgente de criar e promover princípios e normas éticas que orientem o progresso científico e o desenvolvimento tecnológico, e preservem o acesso equitativo aos benefícios dos adiantamentos científicos e tecnológicos.

Nos assuntos éticos a máxima instância decisória é o Comitê de Ética e Propriedade Intelectual da Corporación Universitaria Lasallista que se encarrega de velar pelo respeito, a autonomia, a dignidade das pessoas e em geral de todos os seres vivos envolvidos em investigações científicas e de gerar um hábito e uma cultura de respeito pelos direitos de propriedade intelectual.

Declaração de princípios éticos e más práticas1


1 This document has been adapted from the document for ethical standards and procedures made by Cambridge University Press, following the rules for good ethical behavior in scientific publications of the Committee on Publication Ethics (COPE).2 UNESCO: Ethics of Science and Technology. Document published by the Division of Ethics of Science and Technology. UNESCO, 2008.

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De igual maneira e para os casos de experimentação com animais se conta com o Comitê de Ética para Experimentação com Animais, que vela pelo cuidado, proteção, bem-estar e prevenção da dor inecessário nos procedimentos com estas espécies.

A Revista Producción más limpia é neutral e respeitosa das diferentes posições políticas, filosóficas, religiosas, éticas ou pessoais dos autores e não limita ou influi de nenhuma maneira nos escritos, não discrimina os mesmos, nem privilegia linhas de pensamento ou doutrinas em particular.

A Revista Producción + Limpia e cada uma das partes envolvidas no processo de edição, isto é, editor, autores, revisores, colaboradores e grupo de apoio editorial, estão comprometidos de maneira integral com o respeito pela dignidade do homem, e de maneira especial com a criação de uma consciência ética, moral, cívica, social, científica, investigativa e cultural nas diferentes fases do processo, desde o submissão dos artigos, até a sua publicação.

Este compromisso ético permanente se faz manifesto nas seguintes declarações:

POSTULADOS ÉTICOS FRENTE ÀS MÁS PRÁTICAS DE PUBLICAÇÃO

RESPONSABILIDADES DOS EDI-TORESAtuar de maneira justa, objetiva e transparente, prescindindo de qualquer forma de discriminação sexual, religiosa, política, de origem, ou ética dos autores, em harmonia com os direitos humanos e a Constituição Política da Colômbia nesta matéria.

Considerar, editar e publicar as contribuições acadêmicas atendendo unicamente a méritos acadêmicos e a elevados padrões de qualidade, sem tomar em conta nenhum tipo de influência comercial ou conflito de interesse.

Acolher e seguir os procedimentos adequados para resolver possíveis queixas ou supostas faltas de carácter ético ou de conflito de interesse. O Editor e o Comitê Editorial atuarão em concordância com os regulamentos, políticas e procedimentos estabelecidos pela

Corporación Universitaria Lasallista e a política Editorial da Revista que em todo momento pode ser consultada por parte dos autores e colaboradores.

Em todos os casos o Editor respeitará o devido processo e dará à parte interessada e/ou autores, oportunidade para apresentar provas frente a possíveis conflitos de interesse e /ou condutas inadequadas de ordem ético.

RESPONSABILIDADES DOS REVI-SORESContribuir de maneira objetiva ao processo de avaliação dos manuscritos submetidos a consideração na Revista Producción + Limpia, colaborando, em forma oportuna, com a melhora na qualidade científica dos produtos submetidos ao processo editorial e de publicação da Revista.

Manter a confidencialidade dos dados subministrados pelo Editor, o Comitê Editorial ou os autores, fazendo correto uso de dita informação pelos meios que lhe seja transmitidos. No obstante, é sua decisão conservar ou copiar o manuscrito no processo de avaliação.

Devolver o material e destruir qualquer cópia da produção intelectual uma vez seja concluído o processo de avaliação. Por nenhum motivo conservará cópias das contribuições dos autores.

Informar ao Editor e ao Comitê Editorial, de maneira oportuna quando o conteúdo de uma contribuição acadêmica apresente elementos de plágio ou se assemelhe substancialmente a outros produtos de investigação publicados ou em processo de publicação.

Informar qualquer possível conflito de interesse com uma contribuição acadêmica por relações financeiras, institucionais, de colaboração ou de outro tipo entre o revisor e os autores. Em tais casos e se é necessário, retirará seus serviços na avaliação do manuscrito. RESPONSABILIDADES DOS AU-TORESManter suportes e registros precisos dos dados e análise de dados relacionados com


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o manuscrito apresentado a consideração da Revista. Quando o Editor ou o Comitê Editorial da Revista requeiram esta informação, os autores deverão subministrar ou facilitar o acesso a esta. No momento de ser requeridos, os dados originais entrarão em una corrente de custodia que assegure a confidencialidade e proteção da informação por parte da Revista.

Confirmar mediante uma carta de originalidade (formato preestabelecido pela Revista) que a contribuição acadêmica submetida a avaliação não está sendo considerada ou há sido submetida e/ou aceitada em outra publicação.

Quando parte do conteúdo desta contribuição haja sido publicado ou apresentado em outro meio de difusão, os autores deverão reconhecer e citar as respectivas fontes e créditos acadêmicos. Ademais, deverão apresentar cópia ao Editor e ao Comitê Editorial de qualquer publicação que possa ter conteúdo superposto ou estreitamente relacionado com a contribuição submetida a consideração. Adicionalmente, o autor deve reconhecer os respectivos créditos do material reproduzido de outras fontes. Aqueles elementos como tabelas, figuras ou patentes, que requeiram uma permissão especial para ser reproduzidas deverão estar acompanhados com uma carta de aceitação de reprodução por parte dos possuidores dos direitos de autor do produto utilizado.

Naquelas investigações onde se experimente com animais devem manter e assegurar as práticas adequadas estabelecidas nas normas que regulam estas atividades. De igual forma em experimentos nos quais participem seres humanos se deve contar com consentimento informado o respeito à privacidade.

Declarar qualquer possível conflito de interesses que possa exercer uma influência indevida em alguma das fases do processo, já seja de submissão, revisão, edição ou publicação das contribuições acadêmicas.

Revisar cuidadosamente a versão final diagramada do artigo, previamente à publicação na Revista, informando sobre os erros que se possam apresentar e devam ser corregidos. No

caso de encontrar erros significativos, uma vez publicada a contribuição acadêmica, os autores deverão notificar oportunamente ao Editor e ao Comitê Editorial, cooperando posteriormente com a Revista na publicação de uma fé de erratas, apêndice, aviso, correção, ou nos casos onde se considere necessário retirar o manuscrito do número publicado. RESPONSABILIDADE DA CORPORA-CIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA:

A Corporación Universitaria Lasallista, em cujo nome se publica a Revista Producción + Limpia, define as políticas, critérios e categorias das publicações e adota suas políticas editoriais em cumprimento da missão e visão institucionais, a qual assegura que as normas éticas e as boas práticas se cumpram a integralmente.

Respeitar e promover os direitos humanos, a vida em todas suas formas, a bioética, e as disposições em matéria ética.

PROCEDIMENTOS PARA TRATAR UM COMPORTAMENTO NÃO ÉTICO:

IDENTIFICAÇÃO DE UM COMPORTA-MENTO NÃO ÉTICO

O comportamento não ético ou uma má prática podem ser informados ao Editor em qualquer momento e por qualquer pessoa.

Um comportamento não ético pode incluir o estipulado na declaração de boas práticas e normas éticas da Revista Producción + Limpia, e outras condutas a juízo da parte interessada, quando considere que se vulneram normas de ordem disciplinar, penal ou constitucional.

A parte interessada e / ou autor que tenha conhecimento de uma falta contra a ética informará à Revista. O Editor e o Comitê Editorial examinarão a conduta em primeira instância e tomarão as decisões a que haja lugar de acordo com a gravidade da falta e a política editorial da Revista.

A informação sobre um comportamento não ético, deve se fazer por escrito e estar acompanhada com provas pertinentes,


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conducentes e úteis para iniciar um processo de investigação. Todas as denúncias deverão ser consideradas e tratadas de acordo com a justiça, imparcialidade e cuidado, até que se esclareça o assunto e se tome uma decisão de fundo.

A comunicação de um comportamento não ético deve se informar em primeira instância preferivelmente ao editor da Revista, em sua falta ao Comitê Editorial ou subsidiariamente ao Comitê de Ética e Propriedade Intelectual da Corporación Universitaria Lasallista em nome de quem se publica a Revista.

Um comportamento não ético do Editor ou do Comitê Editorial da Revista Producción + Limpia deverá ser informado ante o Comitê de Ética e Propriedade Intelectual da Corporación Universitaria Lasallista. PROCESSO DE INVESTIGAÇÃO FREN-TE A UM COMPORTAMENTO NÃO ÉTI-CO

As instâncias num processo de investigação por comportamentos não éticos e más práticas na publicação são as seguintes.

1. Editor

2. Comitê Editorial

3. Comitê de Ética e de Propriedade Intelectual

A primeira decisão deve ser tomada pelo editor da Revista Producción + Limpia quem poderá consultar ou buscar o assessoramento do Comitê Editorial, o em última instância do Comitê de Ética e de Propriedade Intelectual.

As evidências da investigação serão mantidas em estrita confidencialidade e se darão a conhecer unicamente às pessoas que tenham condição de parte interessada.

Um comportamento não ético que o Editor considere menor, pode ser tratado entre ele e os autores sem necessidade de consultas adicionais. De todas formas, os autores devem ter a oportunidade de responder às denúncias realizadas por um comportamento não ético.

Um comportamento não ético de carácter grave se deve notificar ao autor e/oo autores e às entidades de filiação institucional dos mesmos. O Editor deve tomar a decisão de se deve ou não envolver a outras instâncias legais pertinentes para o desenvolvimento da investigação (Sempre em consulta prévia com um número limitado de especialistas). RESULTADOS (EM ORDEM CRES-CENTE DE GRAVIDADE, PO-DERÃO SE APLICAR POR SEPARA-DO OU EM COMBINAÇÃO)Informar aos autores ou revisores onde parece haver um mal-entendido ou má prática das normas éticas.

Enviar uma comunicação oficial dirigida aos autores ou revisores que indique a falta de conduta ética e sirva como precedente para bom comportamento no futuro.

Fazer uma notificação pública formal na que se detalhe a má conduta com base nas evidências do processo de investigação.

Fazer uma página de editorial que denuncie de maneira detalhada a má conduta com base nas evidências do processo de investigação.

Enviar uma carta formal dirigida às entidades de filiação institucional dos autores que a sua vez apoiam ou financiam o processo de investigação.

Realizar correções, modificações ou de ser necessário retirar o artigo da publicação da Revista, encerramento os serviços de indexação do artigo, informando ao autor e/ ou autores, à instituição de filiação dos autores e aos revisores esta decisão.

Realizar uma sanção de cinco anos ao autor, período no qual não poderá voltar a publicar na Revista.

Denunciar o caso e o resultado da investigação ante as autoridades competentes, no caso que o bom nome da Corporación Universitaria Lasallista e a Revista Producción + Limpia se vejam comprometidos.


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Información para obtener y reproducir los documentos publicados

Con fines educativos, se permite la reproducción parcial o total de los artículos publicados en la re-vista Producción + Limpia siempre que se cite la fuente.

Los artículos de cada número de nuestra revista pueden ser obtenidos en formato PDF en esta di-rección repository.lasallista.edu.co:8080/ojs/index.php/pl. Las solicitudes de versiones impresas serán atendidas por el Editor de la revista a la dirección: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colombia), ó al correo electrónico: [email protected]

Information to obtain and reproducing the published articles

With educational goals the partial or total reproduction of the published articles in la revista Producción + Limpia is allowed as long as the source is always cited.

Each of the articles of our journal issues can be obtained in PDF format in the following web page repository.lasallista.edu.co:8080/ojs/index.php/pl. The printed version request will be attended by journal Editor in the address: Carrera 51 Número 118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colombia), or to the E-mail: [email protected]

Informação para obter e reproduzir os documentos publicados

Com fins educativos, permite-se a reprodução parcial ou total dos artigos publicados na revista Pro-ducción + Limpia, desde que se cite a fonte.

Os artigos de cada número de nossa revista podem ser obtidos em formato PDF em Informação para obter e reproduzir os documentos publicados esta direção repository.lasallista.edu.co:8080/ojs/index.php/pl. As solicitações de versões impressas serão atendidas pelo Editor da revista à direção: Carreira51 Número118 Sur 57, Caldas (Antioquia, Colômbia), ou ao correio eletrônico: [email protected]

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