Impulsan procesos de producción más sostenibles para el café
La UNA y el sector cafetalero se unen en la búsqueda de procesos de producción y tratamiento que tengan un menor impacto en la emisión de gases de efecto invernadero.
Laura Ortiz C./CAMPUS
lortiz@una.cr
El Instituto del Café de Costa Rica (Icafe), Fundecooperación, la Universidad Nacional (UNA) y el sector cafetalero, unieron esfuerzos con el objetivo de determinar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en el proceso de industrialización del grano de café en Costa Rica.
De acuerdo con Jorge Herrera, coordinador del Laboratorio de Análisis Ambiental de la UNA, con este proyecto no solo se determinaron los flujos de emisión en los beneficios participantes, sino que se realizó una comparación de las emisiones entre las principales técnicas utilizadas para el tratamiento de aguas residuales: sistemas convencionales (lagunas de oxidación, tanques temporales, tanques igualadores, sedimentadores y otros), reactores anaerobios, aspersión sobre pasto estrella y sistemas híbridos (una combinación de los sistemas convencionales y la técnica de aspersión sobre pasto estrella). De manera similar, el proyecto contempló la determinación de los flujos de emisión de GEI en sistemas de compostaje como métodos de tratamiento de los residuos sólidos de pulpa de café.
“Se trabajó con nueve beneficios para el estudio de los sistemas de tratamiento de aguas residuales y 10 para el estudio de los sistemas de tratamiento de residuos sólidos. La selección de los mismos tomó en cuenta factores como: ubicación geográfica, zona productiva, capacidad de producción del beneficio y disposición para participar en el proyecto”, dijo Herrera.
Para determinar los flujos de emisión se utilizó la técnica de cámaras estáticas, a partir de la cual fue posible cuantificar la tasa de crecimiento de la concentración de GEI en función de tiempo. Esta metodología, explicó Herrera, consiste en colocar las cámaras sobre los espejos de agua y sobre los montículos de compost, los cuales se prepararon con aproximadamente 500 kg de broza fresca, sobre los cuales se replicó (de manera proporcional) el tratamiento efectuado al resto del material. Finalmente, las muestras fueron trasportadas al Laboratorio de Análisis Ambiental de la Universidad Nacional (LAA-UNA) para su posterior análisis.
Los sistemas convencionales y los reactores anaerobios fueron los métodos de tratamiento para los cuales se obtuvieron las mayores emisiones de GEI, principalmente metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Esto se debe a que en los procesos de descomposición actúan microorganismos que degradan la materia orgánica con una alta eficiencia, lo cual da como resultado la generación de los gases mencionados. Por el contrario, en los sistemas de aspersión sobre pasto estrella, los procesos de degradación de la materia orgánica se llevan a cabo a un nivel superficial y bajo condiciones predominantemente aerobias (mayores concentraciones de oxígeno)”, concluyó el estudio.
Según el investigador, esto no significa que la técnica de aspersión sobre pasto estrella sea menos eficiente, sino que la degradación ocurre de manera distinta, donde la materia orgánica es retenida en las capas superiores del suelo, las cuales se caracterizan por una elevada aireación producto de la interacción con el aire circundante.
“Los resultados demostraron que la técnica de aspersión sobre pasto estrella se podría convertir en una muy buena alternativa para el tratamiento de las aguas residuales, desde el punto de vista de las emisiones de GEI. Con este método se observaron niveles de emisión muy bajos en comparación con los sistemas convencionales, los reactores anaerobios y los sistemas híbridos”, detalló Herrera.
La investigación también determinó que los sistemas de tratamiento basados en la utilización de reactores anaerobios fueron los que presentaron los niveles de emisión más altos por unidad de producción, esto concuerda con el hecho de que son los sistema donde se alcanzan las mayores tasas de degradación, son sistemas muy eficientes, que permiten el aprovechamiento del biogás generado tras el proceso degradativo. Los sistemas híbridos, presentaron, en términos generales, niveles intermedio de emisión, dado que son una combinación de las técnicas convencionales y los sistemas de aspersión sobre pasto estrella.
Los sólidos
En relación a los resultados obtenidos para los sistemas de tratamiento de residuos sólidos de pulpa de café por el método de compostaje se destaca que las emisiones de metano predominaron en aquellos sistemas en donde el volteo del material no es una práctica, y en consecuencia se favorecen las condiciones anaerobias (baja concentración de oxígeno) que incrementan la actividad de los microorganismos metanogénicos (generadores de metano). A diferencia de este sistema, en los montículos de compost en donde el volteo sí fue una práctica periódica, predominaron las emisiones de CO2 y en menor medida de N2O. Esto concuerda con el hecho de que los montículos a los que se les aplicó volteo presentaron una mayor aireación, favoreciendo la descomposición de tipo aerobia (altas concentraciones de oxígeno).
“Para la determinación de los flujos de emisión, tanto en sistemas de tratamiento de aguas residuales como en sistemas de compostaje, se introdujo la variable temporal, los que significa que replicaron las mediciones a diferentes horas del día y en tres épocas del período productivo, inicios, óptimos y finales para el caso de los sistemas de tratamiento de aguas residuales, y una vez por semana durante todo el proceso de compostaje para los sistemas de tratamiento de residuos sólidos”, explicó Herrera.
Sobre los residuos sólidos de pulpa, detalló el investigador, no solo se estudiaron las emisiones de GEI provenientes de los sistemas de compostaje, sino que se realizaron mediciones en un sistema piloto, que consistió en el tratamiento de la pulpa por la técnica de gasificación, “este se caracteriza por una degradación térmica a muy bajas concentraciones de oxígeno, lo que permite la transformación de la materia orgánica, generando un gas de síntesis que fue aprovechado posteriormente en un motor de combustión interna para la generación de energía eléctrica. Los resultados obtenidos para tres réplicas de esta técnica, mostraron que se alcanza una importante reducción de las emisiones de metano y óxido nitroso en comparación con los sistemas de compostaje”.
Este proyecto se enmarca en las iniciativas desarrolladas por el NAMA Café-Costa Rica, el cual aglutina esfuerzos de diferentes sectores en pro de implementar medidas que permitan reducir las emisiones de gases efecto invernadero en el sector contribuyendo a combatir el fenómeno del calentamiento global.