Uso del extracto de Fique (Furcraea Sp.) como coadyuvante de coagulación en el tratamiento de aguas residuales industriales y como disruptor del proceso de nitrificación para la recuperación de cuerpos de agua hipereutrofizados

Abstract

Programa Interuniversitario de Doctorado en Biotecnología. Tesis doctoral (Lectura 25/07/14). Directores: César Gómez Lahoz (Universidad de Málaga) y José Miguel Rodríguez Maroto (Universidad de Málaga). Tribunal: Pablo Cañizares Cañizares (presidente); José Villaseñor Camacho (secretario); Francisco García Herruzo (vocal). El trabajo se centra en el hallazgo de aplicaciones alternativas, de tipo ambiental, para el zumo extraído de la hoja de fique (Furcraea sp.), como coadyuvante de coagulación en el tratamiento de aguas residuales industriales y como disruptor del proceso de nitrificación con fines de recuperación de cuerpos de agua hipereutrofizados. El fique es una planta fibrosa perteneciente a la familia Agavaceae, que crece en América Tropical, incluyendo la región andina de Colombia, representando casi el 1% del área total de cultivos permanentes en este país. Durante siglos, el fique fue empleado como fibra, llamada en Colombia ¿cabuya¿ con la que se fabricaron empaques de productos agrícolas (papa y café, principalmente) y artesanías que incluyen carteras, zapatos, cinturones, etc. Desafortunadamente, en la actualidad, el fique resulta poco rentable desde la aparición de fibras plásticas, las cuales han desplazado su uso; adicional a ello, cabe resaltar que las fibras sólo representan el 4% del peso de las hojas del fique y que el 96% restante (que corresponde en mayor proporción al zumo) es desechado como un residuo, generando graves impactos sobre el suelo y sobre los ecosistemas hídricos, en la medida en que las sustancias que componen este zumo, son altamente tóxicas para peces y otros organismos acuáticos. En el laboratorio de Biotecnología Ambiental de la Universidad Antonio Nariño, en Bogotá D.C., Colombia, creado y dotado a partir de este trabajo, se efectuó la investigación entre los meses de noviembre de 2009 y diciembre de 2010. La investigación se dividió en tres (3) fases: (a) una fase preliminar en donde se evaluaron alternativas de extracción del zumo de la hoja del fique y se hizo la caracterización fisicoquímica de su zumo crudo y fermentado. (b) una fase consistente en evaluar el potencial de uso de las sustancias extraídas del zumo de las hojas de fique como coadyuvante de coagulación para el mejoramiento del tratamiento fisicoquímico de las aguas residuales industriales, y (c) una última fase que evaluó el potencial de uso de las sustancias extraídas en el zumo de las hojas de fique como disruptor de la nitrificación para la recuperación de cuerpos de agua hipereutrofizados.

The work focuses on finding environmental alternative's uses for the extracted juice from sisal leaf (Furcraea sp.) as an adjuvant of coagulation in the treatment of industrial wastewater and as disruptor for nitrification process which aims to recover hypereutrophic waters systems. The sisal is a fibrous plant belonging to the family Agavaceae; it grows in Tropical America, including the Andean region of Colombia, representing almost 1% of the total area of permanent crops in this country. For centuries, the sisal fiber, called "Cabuya" in Colombia, was employed for the packing of agricultural products (like potatoes and coffee, mainly) and for crafting; including handbags, shoes, belts. Unfortunately, at present, sisal is not profitable since the advent of plastic fibers, which have replaced their use; in addition to this, it should be noted that the fibers represent only 4% by weight of sisal leaves and the 96 % remaining (which corresponds to a greater proportion of juice) is discarded as a waste, causing serious impacts on soil and water ecosystems, due the substances that make up the juice are highly toxic to fish and other aquatic organisms. At the Environmental Biotechnology Laboratory of the Universidad Antonio Nariño in Bogota, Colombia, which was created and provided from this work, this research was conducted between the months of November 2009 and December 2010. The research was divided into three (3) phases: (a) a preliminary phase where extraction alternatives of juice from the leaf of sisal were evaluated and the physicochemical characterization of crude and fermented juice was determined. (b) a phase of evaluating the potential use of the substances extracted from the juice of the leaves of sisal as an adjuvant of coagulation to improve the physicochemical treatment of industrial wastewater, and (c) a final phase which evaluated the potential use of substances in the juice extracted from the leaves of sisal as disruptor of nitrification for the recovery of hypereutrophic water bodies.