Entrevista a Mariana Jiménez Veuthey - 21.03.2018

Depuración de residuos agropecuarios, empleando microalgas

Desde la Facultad de Ciencias de la Alimentación se está dando respuesta a una problemática que impacta en el medioambiente.
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Depuración de residuos agropecuarios, empleando microalgas
Mariana Jiménez Veuthey
UNER NOTICIAS dialogó con Mariana Jiménez Veuthey, Ingeniera en Alimentos y Directora del Proyecto de Investigación "Ficorremediación de efluentes de la industria avícola mediante el empleo de la microalga Scenedesmus obliquus aislada del Embalse de Salto Grande", actividad que se viene ejecutando en la Facultad de Ciencias de la Alimentación de la UNER.

-¿Cuál es la problemática que lleva a instrumentar el procedimiento con algas?
Los frigoríficos de aves generan gran cantidad de aguas residuales caracterizadas por presentar altas concentraciones de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, grasas y sólidos suspendidos. En la actualidad, las plantas de tratamiento de aguas residuales cuentan con distintos métodos para reducir la materia orgánica presente en el agua de desecho; sin embargo, tienen dificultad en la remoción de nitrógeno y fósforo, los cuales se encuentran en concentraciones de hasta tres veces, o más, de lo estipulado en diferentes normativas. La eliminación de estos componentes requiere de procesos adicionales que implican elevados costos energéticos. En este contexto, el desarrollo de tecnologías eco-amigables orientadas al cuidado del medio ambiente se ha vuelto indispensable. Entre tales tecnologías, la ficorremediación adquiere gran protagonismo, ya que las microalgas tienen la capacidad de incorporar nitrógeno y fósforo a su metabolismo, eliminándolos de medios líquidos o gaseosos donde están presentes.

-¿Con que especie se trabajó y dónde?
En este estudio se llevó a cabo el aislamiento e identificación de Scenedesmus obliquus proveniente del Embalse de Salto Grande, y se evaluó su capacidad de remover los contaminantes presentes en un efluente avícola. Para ello se empleó una cámara de cultivo con control de fotoperíodo, humedad y temperatura en la que se colocó el fotobiorreactor conteniendo el efluente avícola y la microalga Scenedesmus obliquus. Los resultados obtenidos fueron muy positivos y fundamentales para reducir el impacto ambiental como también lograr procesos industriales sustentables.

Datos: En el Sur-Este de la provincia de Entre Ríos, desde la ciudad de Federación hasta la ciudad de Concordia, se localiza el Embalse de Salto Grande, que consiste en un gran embalse de tipo río, con forma dendrítica y con múltiples brazos localizados a lo largo de 100 km del canal principal de Río Uruguay. El Embalse de Salto Grande es receptor de descargas puntuales y difusas provenientes de actividades agropecuarias (principalmente pesticidas y fertilizantes), cloacas e industrias presentes en ambas márgenes (Argentina-Uruguay). Estas sustancias disueltas en el Embalse de Salto Grande explican los altos aportes de nitrógeno y fósforo que generan un ambiente eutrófico.

-En este caso se tomó un espacio específicamente, lo importante sería replicarlo en otros sectores…
Sí. Actualmente el equipo se encuentra realizando pruebas en laboratorio que permitan el escalamiento de las variables del proceso en un fotobiorreactor de una industria avícola de la región. El escalamiento involucra el estudio de los problemas asociados a transferir la información obtenida en el laboratorio a escala de planta piloto y, desde ésta, a escala industrial. En cada una de las etapas se evalúan algunos aspectos del proceso como cinética de crecimiento de la cepa, forma de operación del biorreactor, velocidad de agitación, aireación, entre otros.

-La empresa avícola interactúa con los investigadores actualmente…
Ciertamente, la empresa avícola “Las Camelias” mostró su interés en la implementación de la tecnología de ficorremediación, por lo que se vinculó con los investigadores del Laboratorio LAMAS de la Facultad de Ciencias de la Alimentación -UNER- mediante la firma de un convenio

Importante: en los últimos años, las microalgas han despertado un gran interés científico debido a su potencial biotecnológico y comercial, por lo que su cultivo representa una oportunidad para futuras investigaciones. Las publicaciones referidas a este grupo de organismos están relacionadas, principalmente, con la producción de biomasa para la extracción de metabolitos secundarios, pero también su uso se extiende hacia la producción de alimento para animales y biofertilizantes, específicamente en cultivos de interés agronómico.

-¿Que estipula la ley provincial sobre Prevención y Control de la Contaminación Ambiental por parte de las industrias?
La Ley provincial de Entre Ríos N° 6260 y el Decreto Reglamentario N° 5837, establecen que la concentración máxima permitida de DQO, previo al vertido de efluentes a aguas del Río Uruguay, debe ser menor o igual a 250 mg L-1; sin embargo no establece los límites máximos permitidos para nitrógeno total y fósforo total. En otras provincias, como Buenos Aires, los límites permisibles de vuelco de nitrógeno total tiene que ser menor o igual a 35 mg L-1 y de fósforo total menor o igual a 1 mg L-1.

-Una problemática que viene creciendo a pasos agigantados…
Es un problema que se ha agravado a partir del progresivo desarrollo de la ganadería intensiva y la saturación de la superficie agrícola. Por ello se hace necesario una gestión adecuada de dichos efluentes, ya que estos residuos no sólo provocan la eutrofización de las aguas superficiales y subterráneas, sino también generan metano que, junto con el carbono (CO2) y otros gases, son los responsables del efecto invernadero. Actualmente las estaciones depuradoras de agua residual cuentan con distintos tratamientos para disminuir la materia orgánica presente en el agua de desecho, sin embargo, tienen dificultad en la remoción de nitrógeno y fósforo.
Este trabajo aporta a la demanda del sector productivo en cuanto a las mejoras de la gestión ambiental de sus efluentes, optimizando los mecanismos de control de bacterias Coliformes, materia orgánica, nitrógeno y fósforo presentes en los mismos. Por otro lado, se está dando respuesta a una problemática que impacta en el medioambiente, principalmente en los acuíferos y cuencas receptoras, colabora para lograr procesos industriales sustentables, así como mejorar la calidad de vida de la población.

Nota: Actualmente, hay 74 especies taxonómicamente aceptadas de Scenedesmus. Además, se han identificado varios subgéneros, pero varían según la fuente. Scenedesmus es uno de los géneros de algas de agua dulce más comunes; sin embargo, las morfologías extremadamente diversas que se encuentran dentro de las especies dificultan la identificación. Si bien la mayoría de las especies se encuentran en todo el mundo, ciertas especies existen solo en poblaciones locales como S. intermedius y S. serratus que se encuentran en Nueva Zelanda. Aunque Scenedesmus es capaz de producir muchos tipos de biocombustibles, como el biohidrógeno, el biodiesel, el bioetanol y los combustibles de descarga directa, la investigación más extensa se ha realizado sobre el uso de Scenedesmus para la producción de biodiesel.

Al igual que todos los sistemas de algas, la implementación de la producción integrada de biocombustibles de Scenedesmus a partir de los hallazgos de laboratorio presenta desafíos en la producción a gran escala. Los principales desafíos incluyen el suministro y reciclaje de nutrientes, la transferencia e intercambio de gases, la entrega de PAR (radiación fotosintéticamente activa), la integridad cultural, el control ambiental, la disponibilidad de tierra y agua, la recolección y la ingeniería genética y metabólica. Scenedesmus y otras microalga como Chlorella, Dunaliella,

Chlamydomonas y Spirulina contienen grandes cantidades de carbohidratos, lo que los hace candidatos atractivos para la producción de bioetanol. En un estudio que comparó la eficiencia de remoción de amoniaco y fósforo de las aguas residuales agroindustriales por Chlorella vulgaris y Scenedesmus dimorphus, Scenedesmus exhibió una mejor eficiencia de eliminación de amoníaco en biorreactores cilíndricos, mientras que ambas algas eliminaron el fósforo de las aguas residuales en la misma medida. Algal Turf Scrubber (ATS) es una de las muchas tecnologías que utilizan algas para tratar una variedad de desechos y aguas contaminadas industrialmente. Mientras se eliminan los desechos metálicos y los sustratos orgánicos, la biomasa de Scenedesmus se puede utilizar para producir alimentos para el ganado, fertilizantes orgánicos, papel, papel de construcción y biodiesel. ( Wikipedia)

Contacto: Ing. Mariana Jiménez Veuthey jimenezveutheym@fcal.uner.edu.ar

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