¿Qué debemos considerar para construir un sistema de tratamiento de aguas residuales en una finca de café?

¿Qué debemos considerar para construir un sistema de tratamiento de aguas residuales en una finca de café?

[Entrega 2]

Esta es la segunda de tres presentaciones sobre Sistemas de
Tratamientos de Aguas Residuales (STAR) en café. En la primera parte
explicamos en qué consisten los STAR y los beneficios
que obtiene un productor, la finca y una cuenca al implementarlos.
En esta sección se describen los pasos para establecer
un STAR en una finca de café. En la tercera y última entrega
hablaremos acerca de la operación de un STAR
y las buenas prácticas que un productor debe implementar
para reducir el uso de agua durante el beneficiado húmedo.


Cuando pensamos mejorar nuestra finca de café, siempre hablamos de viveros, manejo de sombra, mejoras en el beneficio y mantenimiento del despulpador. Son actividades indispensables, pero también debemos considerar mejorar la gestión de los desechos generados como la pulpa y las aguas mieles después que finaliza la cosecha.

En este blog hablaremos sobre los aspectos que debemos considerar al momento de establecer un sistema para el manejo de estos desechos, tales como: diagnóstico de riesgos de contaminación, condiciones físicas y productivas de la finca y como construir un STAR.

Diagnóstico del beneficiado húmedo

El mayor problema en el beneficio húmedo de café es su cercanía a los cuerpos de agua. Hay muchos casos donde este proceso se realiza a unos pocos metros de distancia de una quebrada, río o manantial con alto riesgo de contaminación. La ubicación de un STAR es primordial porque disminuye la carga contaminante y reducirá los riesgos de muerte de flora y fauna terrestre y acuática.

 

Fotografía 1: Suelos y agua contaminados con subproductos del café.

Otro elemento en consideración son las condiciones del terreno donde se ubicará. Idealmente, un STAR se debe construir en un terreno con pendiente para facilitar el desagüe y evacuación de las aguas tratadas con ayuda de la gravedad. Esto no significa que no se pueda construir un STAR en terrenos planos o contra la pendiente. Algunos productores han utilizado bombeo eléctrico o de combustible para facilitar la movilidad del agua.


Fotografía 2: Un STAR ubicado en terreno con pendiente.

 

También, el diseño del beneficio húmedo juega un papel fundamental en la ubicación del STAR, especialmente con respecto al sitio del pulpero. El beneficio húmedo debe facilitar el menor uso de mano de obra o energía para transportar el café despulpado y la pulpa. Un diseño ideal permite que el despulpado esté ubicado justo en medio de las pilas de fermentación y el pulpero. El diseño también debe facilitar que los lixiviados provenientes de las pilas de fermentación y demás componentes del beneficio sean conducidas a través de tuberías hacia el sistema de tratamiento.

 

Tamaño del STAR

El volumen de café que se produce en una finca es un factor muy importante para determinar el tamaño de un STAR.

Los aspectos a tomar en cuenta son:

  • área total de café
  • área con potencial de expansión de la producción
  • producción total de una cosecha (preferiblemente cuando es de alta productividad)
  • nivel de cosecha en día pico de recolección.

Esta información ayudará a definir las dimensiones de los principales componentes del sistema tales como: pulpero, pila reguladora de pH, fosa de lodos y biojardinera.

Para el manejo de la pulpa se necesita conocer las dimensiones del pulpero. Para ello hay que tener en cuenta el volumen total de café que se produce cuando la finca está en su 100% de capacidad de producción. Con esto se determina el volumen total de pulpa que se almacenará.

Recordemos que un grano de cereza es 40% pulpa. También, tomemos en cuenta que esta pulpa tiene un nivel de humedad del 84%. Asimismo, la pulpa pierde 13.5% de su peso en las primeras siete horas de deshidratación. Si consideramos que un metro cúbico de espacio ocupa 267 kg de pulpa y que la pulpa puede ser removida de dos a cuatro veces, entonces podremos determinar cuánto será la dimensión del pulpero. Por ejemplo, un productor que cosecha 50 quintales oro necesitará un pulpero de 8.5 metros cúbicos (2.5 m3 ancho x 3m3 de largo x 1.15 m3 de alto, aproximadamente). Para llegar a este dato, sigamos los siguientes pasos:

  1. Tomamos como referencia que un quintal oro representa aproximadamente 263 kilogramos de cereza madura fresca.
  2. Los 50 quintales oro cosechados multiplicados por los 263 kg de cereza nos da 13,154 kilogramos de cereza
  3. Aplicamos el 40% que nos queda en pulpa (13,154 x .40) y nos sale 5,261.6 kg.
  4. Aplicamos la reducción de peso por deshidratación acelerada de 13.5% (5,261.6 x .135 = 710.3; 5,261.6 – 710.3 = 4551.3) y nos queda 4,551 kilogramos aproximadamente.
  5. Dividimos los 4,551 kg entre la cantidad de pulpa que nos alcanza en un metro cúbico (267 kg) y nos da 17.
  6. Dividimos los 17 entre el número de veces que consideramos haremos la rotación durante la cosecha. En este caso, se dividió entre dos, quedando los 8.5 metros cúbicos.

A continuación, se puede ver una sugerencia de dimensiones de acuerdo al nivel de producción en la finca:

Otros elementos de diseño

 

El pulpero debe tener techo para evitar la lluvia. Además, la base del pulpero debe tener el grado de desnivel necesario para que los lixiviados se conduzcan hacia un tubo de una pulgada con orificios incrustado a lo largo del pulpero. Este a su vez se conectará mediante tubería y llaves de pase hacia el sistema de tratamiento de aguas mieles, específicamente donde están ubicadas las rejillas separadoras de sólidos.

Tratamiento primario de deshechos líquidos en el STAR

El manejo de los desechos líquidos se hace a través de los cuatro componentes del STAR:

  • rejillas
  • pila separadora de sólidos que también funciona como reguladora de pH
  • fosa de lodos y
  • biojardinera

Las dimensiones de una rejilla son relativamente las mismas, según rangos, que, por lo general, se asocian a la capacidad de proceso en el beneficiado húmedo. En micro y pequeño beneficio perfectamente se puede utilizar una rejilla con dimensiones de un metro cuadrado, con pila de profundidad de 40 centímetros. Sobre la base de la esta pila están conectados dos tubos PVC de 2 pulgadas con su respectiva llave de pase para regular las aguas que van al sistema de tratamiento (primero y segundo lavado) y las que serán recicladas o vertidas al cauce ecológico (tercera y cuarta lavada).

 

 

Para garantizar el manejo de las aguas mieles, se necesita una pila de concreto impermeable donde los sólidos se separan de acuerdo con su densidad mediante flote superficial (natas) y hundimiento (lodos). Esta pila también puede funcionar para realizar la regulación de pH del agua. Sus dimensiones dependen del volumen de café que se procesa en un día. Para ello es necesario tener en cuenta la producción por día cuando se da el pico de cosecha. Esto depende de varios factores, como tamaño del productor, clima, disponibilidad de la mano de obra, pero; en general, se puede considerar que en día pico un productor pequeño puede llegar a cortar hasta 5% de su cosecha total y un productor mediano hasta el 2.5%.

 

 

Otro elemento muy relevante es la cantidad de agua que se utiliza para el lavado. Si un productor utiliza mucha agua, el tamaño de esta unidad será grande, pero si es más eficiente la infraestructura será pequeña. Si tomamos como referencia la norma técnica de Nicaragua donde especifica que para un quintal oro se requieren como máximo 1.5 metros cúbicos de agua, tratar agua para 50 quintales oro como cosecha total se requiere una pila con 3.75 metros cúbicos en dimensiones (50 qq cosecha total x 5% cosecha máxima de un día x 1.5 m3 agua). En tabla a continuación se pueden apreciar dimensiones propuestas de acuerdo al volumen de café oro producido en la finca:

La pila separadora de sólidos se conecta a la fosa de lodos y a la biojardinera a través de tubería de 2 pulgadas con su respectiva llave de pase. La tubería para la fosa de lodos se conecta sobre la base de la pila y la tubería dirigida hacia la biojardinera se conecta 10 a 15 centímetros sobre la base de la pila separadora de sólidos.

La fosa de lodos es otra unidad para el tratamiento de los desechos del beneficiado de café. En este se evacúan los lodos que se van acumulando durante el proceso de tratamiento del agua. Las dimensiones de esta pueden ser de un metro cúbico y tiene que ser impermeabilizada con plástico.


Fotografía 3: Fosa de lodos.

 

Tratamiento secundario de las aguas residuales: biojardinería

La biojardinera tiene la finalidad de filtrar y reutilizar las aguas residuales. Su estructura, constituida por piedrín, arena, piedra bolón y tierra, hace que el agua atraviese un proceso de filtración. ¿Cómo funciona? Las aguas entran por un extremo distribuidas a lo ancho por un tuvo PVC perforado y fluyen, por efecto de la gravedad, atravesando todo el material que conforma la estructura de la biojardinera. Al otro extremo, las aguas salen con menos carga contaminante, las que serán depuestas al curso ecológico y mezclarse con otros cuerpos de agua (también puede ser reciclada). El plástico, que impermeabiliza la biojardinera, no deja que el agua se filtre directamente al suelo; por el contrario, permite que el agua desarrolle un recorrido, preferiblemente lento y controlado, para que los desechos restantes queden retenidos. En la biojardinera también  se puede sembrar plantas como banano, tubérculos o pasto, aprovechando los residuos para crecimiento de las plantas.

Mientras más grande es una biojardinera más eficiente será el tratamiento de las aguas. No obstante, para tener una referencia, las dimensiones de la biojardinera no deben ser menores a doble de las establecidas para la pila sedimentadora.

Las dimensiones relativamente iguales para un pequeño productor son 7 metros de largo por 2 metros de ancho por 0.7 metros de profundidad. Ver el siguiente dibujo:

 

 

En sus dos extremos debe tener 0.5 metros de piedra bolón o de río. Entre estos extremos, la biojardinera debe contener tres capas de materiales compuestos por arena, piedrín y tierra con un grosor similar hasta ajustar los 0.7 metros de profundidad. Las aguas, que son conducidas por tubería, entran a la biojardinera a través de un tubo PVC de 2 pulgadas perforado que riega el agua a lo ancho de la biojardinera. Esta se conducirá entre la piedra y demás materiales hasta llegar al extremo final de la biojardinera, donde se encuentra un tubo de salida en forma de ganso, a una altura de 0.4 metros.

 


Fotografía 3: Biojardinera en construcción.

 

De esta forma ya tenemos una idea de cuáles factores podemos tomar en cuenta para establecer un STAR en nuestro beneficio húmedo café. En general, sus dimensiones dependen del volumen de café que se produce y el volumen de agua utilizado durante el lavado. Mientras más eficiente es el beneficiado húmedo, menos inversión se requerirá para establecer un STAR. Del mismo modo, dependiendo de la operación, menos agua será contaminada, habrá más disponibilidad de agua para otras actividades agrícolas y consumo familiar.

En la tercera y última entrega de esta serie conoceremos cómo se opera un STAR.

 

*Los STAR son parte del trabajo que ha hecho Cosecha Azul, un abordaje promovido por Catholic Relief Services para restaurar y manejar el recurso agua en las áreas productoras de café en El Salvador, Honduras y Nicaragua para proteger las fuentes de agua potable de las comunidades río abajo.

**Puede ver la primera entrega, para conocer en qué consisten los STAR y los beneficios que obtiene un productor, la finca y una cuenca al implementarlos, aquí.

 

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