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Tratamiento del agua para consumo humano con productos naturales (Ibagué, Colombia)

Experiencia seleccionada en el Concurso de Buenas Prácticas patrocinado por Dubai en 2010, y catalogada como BEST. (Best Practices Database)
País/Estado — Colombia
Región según Naciones Unidas — América Latina
Región ecológica — montañosa
Ámbito de la actuación — provincial/estatal
Agentes — institución académica o de investigación; gobierno local.

Categorías — Gestión ambiental: reducción de la contaminación; tecnología ambientalmente responsable; restauración ambiental; higiene ambiental; sostenibilidad ecológica; incentivos para una gestión responsable; gestión de recursos; evaluación, seguimiento y control integrados; contabilidad ecológica; indicadores de sostenibilidad. Infraestructuras, comunicaciones y transporte: abastecimiento de agua potable; saneamiento; acceso igualitario a las infraestructuras (especialmente para las mujeres). Agua y saneamiento: gestión del suministro y la demanda de agua; servicios para los pobres urbanos; saneamiento de bajo coste; saneamiento ecológico; acuerdos de colaboración pública, privada y comunitaria.


Contacto Principal

Grupo de investigación AQUA, Universidad Cooperativa de Colombia — institución académica o de investigación
Óscar Efrén Ospina Zuñiga [osefos@gmail.com]

Edificio Urrutia. Calle 10, 1-120.
7652000 Ibagué, Colombia.

Tel: +57 8 2611119
E-mail: osefos@yahoo.es


Organización Nominadora

Universidad Cooperativa de Colombia, seccional Ibagué — institución académica o de investigación
Iván Melo Delvasto
 

Edificio Urrutia. Calle 10, 1-120.
7652000 Ibagué, Colombia.

Tel: +57 8 2611119
E-mail: oscardiaztriana@correoucc.edu.co
Web: http://www.uccibague.org/


Socio

Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Ibagué S.A. (IBAL) E.S.P. (Alcaldía Municipal de Ibagué) — gobierno local
José Alberto Girón Rojas

Carrera 3, 1-04. Barrio la Pola. 
7652000 Ibagué, Colombia.

Tel: +57 8 2611298
E-mail: controlcalidad@ibal.gov.co
Web: http://www.ibal.gov.co/
Colaboración financiera.
Colaboración técnica.


Socio

Comité Nacional para el Desarrollo de la Investigación (CONADI), Universidad Cooperativa de Colombia — institución académica o de investigación
Gustavo Adolfo Rubio

Edificio Urrutia. Calle 10, 1-120.
7652000 Ibagué, Colombia.

Tel: +57 8 2611119
E-mail: oscardiaztriana@correoucc.edu.co
Colaboración financiera.

Resumen

El agua potable es de muy difícil acceso para la población más vulnerable, marginada y pobre del planeta. Esta propuesta pretende resolver de manera integral este grave problema mundial, siendo inédita, innovadora, replicable y accesible. La materia prima propuesta para el tratamiento del agua se extrae de la naturaleza sin ningún proceso invasivo y respetándola, rompiendo el paradigma de la exclusividad de los productos químicos para tratar el agua y abriendo la posibilidad a nuevas tecnologías respetuosas con el medio ambiente y con efectos inocuos sobre la salud humana.

En el tratamiento del agua para el consumo humano se utilizan masivamente productos químicos en dos procesos básicos: para la coagulación (clarificación), sulfato de aluminio y derivados del ácido sulfúrico y óxido de aluminio, y para la desinfección, cloro y derivados. Estos productos químicos (halo carbonos) tienen efectos nocivos sobre el medio ambiente, ya que afectan la capa de ozono y contribuyen al calentamiento global y dejan residuos químicos en el agua (aluminio y cloro) que inciden en la salud humana causando patologías diversas. Además, la escasa disponibilidad de recursos económicos de las localidades más pobres no permite su acceso y su uso dado su alto valor en el mercado.

Desde el año 2004 se investiga en su reemplazo por productos naturales de la flora colombiana, habiéndose obtenido unos resultados satisfactorios en rigurosos ensayos de laboratorio, al lograr la misma eficiencia que los productos químicos, pero a bajo coste y con efectos inocuos sobre la salud humana y el medio ambiente. Esta biotecnología con producción limpia permitirá suministrar agua potable a cualquier población que lo requiera, especialmente las más vulnerables, pobres y marginadas, que por los inconvenientes expuestos no han podido acceder al preciado líquido en las condiciones sanitarias adecuadas. Por su sencilla concepción, esta experiencia se pretende irradiar a América Latina y otros continentes y globalizarla.

Fechas Clave

Descripción

El Grupo de Investigación AQUA de la Universidad Cooperativa de Colombia (UCC) viene desarrollando diversos trabajos de investigación a partir de las necesidades más sentidas de la población. Está conformado por un grupo de mujeres y hombres comprometidos en el desarrollo de soluciones para la calidad de vida humana. Se inició el proceso exploratorio a partir de la idea expuesta por el Ingeniero Oscar Efrén Ospina Zúñiga sobre la certeza de la utilidad que tiene la naturaleza en el tratamiento de enfermedades tropicales, siguiendo la experiencia empírica de la cultura ancestral de Colombia, que utilizaba algunas plantas y frutos para mejorar la calidad del agua con resultados visibles. Esta valiosa experiencia sirvió de base para la investigación, con la concepción de que en la naturaleza se pueden encontrar sustancias alternativas para tratar el agua a partir de los siguientes conceptos:

Toda esta experiencia cultural se investigó para formar la base de datos de los potenciales fitoquímicos a utilizar en la investigación. Mediante el proceso de trabajo de ensayo y error durante tres años se usaron más de cuarenta especies vegetales que forman parte de la flora colombiana, para lograr unos resultados que permitieron determinar aquéllas capaces de reemplazar a los productos químicos. Incluso se prepararon varios subproductos a partir de la misma muestra vegetal para verificar su eficiencia y se inició la preparación de muestras con la obtención del producto natural procesado en el laboratorio de la UCC (secado, maceración y pulverización, según el caso).

Para verificar la eficiencia y los beneficios de los productos naturales se utilizó el agua cruda extraída del río Combeima, que abastece al sistema de acueducto de la ciudad de Ibagué (500.000 habitantes aproximadamente), capital del departamento de Tolima, Colombia. Este río presenta altos niveles de contaminación durante todo el año debido a la intervención antrópica excesiva en su cuenca, lo que obliga a un riguroso tratamiento para poder consumir su agua. Para realizar los ensayos de coagulación, floculación, sedimentación y desinfección del agua con productos naturales se utilizó el laboratorio de control de calidad de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Ibagué, IBAL (IBAL) S.A. E.S.P., con certificado de aseguramiento de la calidad ISO:9001:2000 y NTCGP 1000:2004 (Norma técnica de calidad en la gestión pública).

Para la simulación del proceso de clarificación del agua se realizó un ensayo en el equipo de jarras, con resultados de turbiedad, pH y color. También se efectuó para la desinfección, donde la muestra fue sometida al cultivo de E. coli. La experimentación se realizó con diferentes muestras de agua cruda cuyas características físicas, químicas y bacteriológicas son diferentes, pero con resultados finales de tratamiento acordes con el cumplimiento a la normativa vigente en Colombia respecto a la calidad del agua apta para consumo humano (Resolución No. 2115 de 2007 y Decreto 1575 de 2007). Una vez determinados los fitoquimicos que potencialmente pueden reemplazar al sulfato de aluminio y al cloro, se realizaron ensayos para la determinación de la dosis óptima que permitieron calcular la cantidad de productos químicos necesarios para el caudal requerido.

Se obtuvieron cuatro coagulantes naturales (moringa, samán, tuna y cactus venado), cuya eficiencia se midió a partir de la floculación-sedimentación del agua cruda del río Combeima en época de invierno y verano, con turbiedades promedio de 1.200 UNT. La herramienta de simulación fue el equipo de jarras calibrado de la planta de tratamiento, con 15 minutos para cada proceso. Con la aplicación de las muestras naturales se logró reducir la turbiedad a valores de entre 6 y 3 UNT. El mismo ensayo se efectuó con sulfato de aluminio, arrojando turbiedades de entre 5 y 3 UNT. Se obtuvieron tres productos naturales (limón, camu, camu y marañón) para desinfectar el agua para el consumo humano, cumpliendo los requerimientos establecidos en la norma colombiana sobre la calidad del agua para el consumo humano, y eliminado en su totalidad la escherichia coli presentes en las muestras.

Los fitoquímicos corresponden a plantas y frutos que abundan y cuya producción masiva puede darse mediante cultivos tecnificados y productivos. Se está investigando sobre la producción requerida para tratar vastos sectores de población con esta biotecnología, de forma que pueda difundirse por la geografía colombiana y resolver uno de los problemas más graves de la población en los últimos tiempos. Se implanta la cultura de la producción limpia para obtener productos capaces de tratar el agua para el consumo humano. Su uso masivo generará una nueva era de producción, empleo y desarrollo social agrario, de manera que estos posibles logros beneficiarán a la población mundial. En conclusión, el uso de productos naturales en el tratamiento del agua para el consumo humano es la solución integral más viable desde el punto de vista económico, social, cultural, tecnológico y, primordialmente, medioambiental. Se mitigan los efectos de morbilidad y mortalidad que producen los químicos residuales sobre la salud humana, ahorrándole al Estado incalculables sumas de dinero en el tratamiento de enfermedades imputables al agua, especialmente en la población infantil. Un efecto intrínseco de la propuesta está representada en la disminución de los gastos que generaría esta tecnología en la canasta familiar, pues se presupone una disminución ostensible de recursos destinados al tratamiento del agua con productos limpios.

Situación previa a la iniciativa

El bajo ingreso económico promedio familiar en Colombia no permite en muchas localidades comprar los químicos necesarios para tratar el agua, lo que se traduce en una baja cobertura de agua potable, afectando a la calidad de vida de la población más vulnerable, marginada y pobre, especialmente la niñez.

Establecimiento de prioridades

La prioridad de la iniciativa es el reemplazo de los productos químicos (cloro y sulfato de aluminio) para tratar el agua para el consumo humano por otros productos extraídos de la naturaleza y de igual eficiencia, eficacia, económicos e inocuos para la salud humana. El consumo de agua cruda incide en las elevadas tasas de morbilidad y mortalidad de la población de Colombia, especialmente de la niñez y de los grupos étnicos minoritarios (indígenas y afrodescendientes). La diversa flora de Colombia permite disponer de varias opciones naturales para tratar el agua en condiciones seguras social, cultural, económica y ambientalmente.

Formulación de objetivos y estrategias

La estrategia principal consisitió en generar un conjunto de alternativas que permitieran dar una solución a la afectación en la salud humana de la población colombiana debida al consumo de agua cruda, mediante una opción que fuera social, cultural, económica, técnica y ambientalmente sostenible, a partir del reemplazo de los productos químicos utilizados en la clarificación y desinfección del agua, evaluando el comportamiento de diferentes parámetros de calidad del agua y utilizando varios tipos y modelos de productos naturales, como el coagulante primario para clarificar y desinfectar el agua destinada al consumo humano.

Movilización de recursos

Los recursos técnicos y financieros dados por el IBAL S.A. E.S.P. (entidad estatal) están representados en la disponibilidad de sus laboratorios, reactivos, equipos y personal de apoyo para realizar los ensayos de agua durante los tres años de experimentación con las diversas especies vegetales. Las necesidades financieras del Grupo de Investigación AQUA, derivadas de los desplazamientos a las distintas regiones del país para recopilar las muestras vegetales, fueron suplidas con los recursos otorgados por CONADI durante un período de tres años.

El laboratorio de control de calidad del IBAL es dirigido, organizado y operado en su mayoría por un grupo de mujeres profesionales de gran calidad técnica y humana, que permitió la obtención de resultados concretos y eficientes.

El manejo de los recursos otorgados al Grupo AQUA fue realizado por el Centro de Investigación de la Universidad Cooperativa de Colombia, seccional de Ibagué, con acertada y transparente gestión.

Proceso

Al iniciar el proceso de investigación para el reemplazo de productos químicos, se tenía la incertidumbre acerca de la posibilidad real de obtener resultados concretos al no existir referentes en este aspecto y por el tipo de experimentación basada en el ensayo y error. Durante más de un año no se obtuvieron resultados concluyentes, y éstos se limitaron a algunas especies vegetales que reducían con baja eficiencia la turbidez. Sin embargo, se logró definir qué especies vegetales, por efecto de campo electromagnético a partir de la maceración de sus hojas y tallos, eran capaces de aglutinar partículas y por tanto decantarlas, lo que permitió dar con posterioridad con aquellas plantas de alta eficiencia válidas para la clarificación. Igual situación se dió con la desinfección, donde tras analizar varias especies vegetales, se determinó que los frutos de varios árboles contenían ácido ascórbico en gran concentración, que tiene la propiedad de eliminar los microorganismos presentes en el agua atacando su citoplasma.

La investigación se gesta a partir de dos conceptos básicos en el medio. Por un lado, se tiene una amplia población expuesta al efecto nocivo del agua sin tratar que sufre los rigores de patologías, ya que el Departamento de Tolima, como reflejo de la situación nacional, posee una baja cobertura de agua potable. Por otro lado, para poder llegar a las especies vegetales capaces de reemplazar a los productos químicos, se recurrió, entre otras muchas fuentes de consulta, a la experiencia empírica de las poblaciones que usan la naturaleza para la curación de sus enfermedades; especialmente donde abunda la población indígena, en su mayoría asentada al sur del Departamento de Tolima. Entre estas poblaciones existen unos individuos denominados curanderos, conocedores de especies vegetales con propiedades curativas que han venido usando, desde hace milenios, con cierta eficiencia.

Los resultados obtenidos en la investigación permiten inferir que los productos naturales son capaces de reducir las partículas nocivas presentes en el agua para el consumo a valores de 1.500 UNT, y de eliminar totalmente microorganismos tipo E. coli, lo que mejora ostensiblemente la calidad del agua a consumir. La técnica de aplicación de los productos naturales es la misma que la de los productos químicos, por lo que la infraestructura, equipos y métodos no varían.

Resultados obtenidos

De acuerdo a los resultados obtenidos experimentalmente en el laboratorio de control de calidad del agua, el objetivo fundamental de reemplazar completamente los productos químicos usados en el tratamiento del agua para el consumo humano, se dio a cabalidad a partir de varias especies vegetales que abundan entre la flora de Colombia. Se abre así una nueva opción de un uso responsable de la naturaleza en la solución de las necesidades humanas, sin deteriorar el medio ambiente. Esta opción es indefectiblemente la posibilidad de los grupos humanos excluidos por su situación económica, social, cultural, étnica, etc, de acceder al agua potable para su subsistencia.

La aplicabilidad de esta biotecnología se puede dar en cualquier región del planeta a partir de su inclusión como otra alternativa aceptada normativa y legalmente, lo que implica su difusión a través de los diferentes escenarios académicos y de investigación posibles, siendo el Premio a las Buenas Prácticas organizado por UN-HABITAT Y la Municipalidad de Dubai, el más importante actualmente en el mundo.

Otro valioso aporte de la investigación es el cambio en las conductas y actitudes de la población en lo referente a los roles de la mujer y del hombre, que pueden acceder en condiciones de igualdad a todos los procesos intrínsecos de la biotecnología.

Sostenibilidad

El grupo AQUA logró la integridad Academia-Estado, que difícilmente se da en el ámbito latinoamericano, donde las universidades no incursionan en la búsqueda de soluciones integrales a las necesidades de la población. Dadas las repercusiones sobre la calidad de vida de la población, a partir de los buenos resultados de la investigación, fue posible la participación financiera del Estado y la Academia de manera conjunta. Sin embargo, se requiere apoyo económico para difundir regional y continentalmente esta biotecnología para lograr impactar sobre la mayor población posible.

La concepción misma del resultado de la investigación —no discriminar por género, posición social o económica— está dada para cualquier población sin distinción alguna. Culturalmente, en los países subdesarrollados y en vías de desarrollo se acepta la naturaleza como subsidiaria para la solución de los problemas de la calidad de vida del hombre, heredado de los ancestros que sobrevivieron extrayéndole secretos a la flora. La biotecnología propuesta hace parte de este planteamiento y lo acepta.

Uno de los mayores aportes de la biotecnología se da en el campo de la responsabilidad ambiental, al permitir reemplazar los productos halocarbonados que producen efectos catastróficos sobre el medio ambiente.

El reto más grande es la aceptación legal de la biotecnología a nivel mundial, dadas las características institucionales de cada país. En Colombia se está tramitando su incorporación legal como tecnología apropiada para el tratamiento del agua, para posibilitar su aplicación masiva. Se reitera que escenarios de participación para difundir esta sencilla pero eficiente idea, tales como el premio organizado por UN-HABITAT Y la Municipalidad de Dubai, son la mejor herramienta para el Grupo AQUA.

Lecciones aprendidas

Las principales lecciones aprendidas se desprenden de la experiencia realizada en estos últimos cinco años:

Lo aprendido a partir de esta experiencia es la posible solución a otros problemas sanitarios en Colombia a partir del uso de la naturaleza, por ejemplo, el tratamiento de aguas residuales que se inició como producto de la experiencia expuesta.

Transferibilidad

La difusión de la biotecnología se está dando a partir del momento en que se obtuvieron los resultados satisfactorios en diferentes escenarios locales, regionales y nacionales.

A nivel internacional, este trabajo de investigación ganó el Premio Latinoamericano y del Caribe del Agua (PLACA) en la categoría «Académico 2009», organizado por el Centro del Agua del Trópico Húmedo en América Latina y el Caribe (CATHALAC) (República de Panamá), auspiciado por UNICEF, el Programa PNUMA de las Naciones Unidas y otras entidades. Además, participó como ponencia en VI Congreso Internacional sobre Desarrollo Sostenible y Población, celebrado en junio de 2009 en la Universidad de Málaga, España.

Con lo anterior, se puede decir que a partir del año pasado se inicia su difusión internacional con éxito, quedando pendiente continuar en esta tarea.

Perfil Financiero

SocioAño 2007Año 2008Año 2009    Total    
Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Ibagué S.A. E.S.P. 2.000 2.000 2.000 6.000
Comité Nacional para el Desarrollo de la Investigación 1.000 1.000 2.000 4.000
Presupuesto total (en dólares EE.UU.) 10.000

Legislación y políticas relacionadas

En Colombia la normativa está ajustada al tratamiento del agua para el consumo humano con productos químicos. A partir de los resultados obtenidos y certificados por la entidad estatal (IBAL S.A. E.S.P.), de amplio reconocimiento nacional y debidamente certificada en el aseguramiento de la calidad, se está tramitando legalmente la inclusión de los productos naturales como otra alternativa, lo que permitiría el uso masivo de los mismos en el país.

Referencias

Ramírez Arcila, Hildebrando ; Ospina Zúñiga, Oscar Efrén  (2009)   Tratamiento del agua para consumo humano, con productos naturales.   Centro del Agua del Trópico Húmedo para América Latina y el Caribe (CATHALAC), Ganador Premio PLACA en categoría Académico 2009, Panamá, 25 de noviembre. 

Ospina Zúñiga, Óscar Efrén  (2009)   Plataforma VAC-VAL para evaluación de la infraestructura física sanitaria de localidades.   Coloquio Gobernanza del agua en las Américas, Universidad de Laval (Canadá), 16 de octubre. 

Ospina Zúñiga, Óscar Efrén  (2009)   Sistema integral de tratamiento del agua para consumo humano.   VII Convención Internacional sobre Medio Ambiente y Desarrollo, La Habana (Cuba), registro ISBN 978-959-304-003-7, 10 de julio. 

Ospina Zúñiga, Óscar Efrén  (2009)   Tratamiento del agua para consumo humano, con productos naturales.   6 Congreso Internacional sobre Desarrollo Sostenible y Población, Universidad de Málaga (España). ISBN 13.978-84-692-0143-5, 29 de junio. 

Ospina Zúñiga, Óscar Efrén  (2008)   Modelo Agua Segura.   XXXI Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Santiago de Chile (Chile), 13 de octubre. 

Ospina Zúñiga, Óscar Efrén  (2008)   Exploración de la fábrica de agua.   Seminario Internacional Cogestión de cuencas hidrográficas experiencias y desafíos, CATIE, Turrialba (Costa Rica). ISBN 978-9977-57-470-7, octubre. 

Edición del 4-11-2010
Revisión: César Corrochano Barba
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