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Agricultura

Irrigación alternativa

Un grupo de la USP obtiene una mayor productividad de la caña de azúcar al irrigar el cultivo con desagües domésticos tratados

EDUARDO CESARUna tecnología que se vale efluentes domésticos para la irrigación agrícola puede ayudar a ahorrar agua y contribuir a que la agricultura deje de ser la actividad económica que más consume ese líquido. La producción de un kilo de arroz, por ejemplo, requiere de 2 mil a 5 mil litros de agua. Un grupo de investigadores de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), de la Universidad de São Paulo (USP), con sede en la cuidad de Piracicaba, interior paulista, ha hecho avances considerables en dicha área y, en uno de los experimentos, realizado con caña de azúcar, logró elevar hasta en un 50% la productividad al irrigar el cultivo con desagües domiciliarios tratados. Los resultados de este estudio, que forma parte de un proyecto temático apoyado por la FAPESP y coordinado por el profesor Adolpho José Melfi, de la Esalq y del Núcleo de Investigación en Geoquímica y Geofísica de la Litosfera (Nupegel), vinculado a la prorrectoría de la USP, salieron publicados en la edición de agosto de la revista Scientia Agricola.

El uso de aguas residuales
“Otro nombre de los efluentes o desagües domiciliarios” para la irrigación de cultivos, de acuerdo con el investigador, es seguro y ofrece varios beneficios. “Un riesgo que existe son los organismos patogénicos presentes en los desagües. Pero antes de ir a parar a la plantación, el efluente tratado puede pasar por un proceso de desinfección, por ejemplo con cloro, o por radiación ultravioleta, que prácticamente elimina todos los patógenos presentes en el efluente”, subraya. “También se hace un monitoreo detallado y constante de la calidad del efluente, del suelo, de la napa freática y por supuesto, del cultivo agrícola, para evitar cualquier tipo de contaminación”. De acuerdo con Melfi, el alto tenor de sodio presente en los efluentes puede alterar la estructura del suelo, por la migración de arcillas y la consiguiente reducción de la aireación y la conductividad hidráulica del suelo. Este problema, de acuerdo con Melfi, puede solucionarse mediante el agregado de yeso agrícola al suelo. Este material se pone en la tierra en forma de polvo, anulando así el efecto del sodio”, afirma. Con relación a las napas freáticas, la mayor preocupación es con la contaminación por nitrógeno, un macronutriente presente en el efluente que, de ser absorbido excesivamente por la planta, puede infiltrarse en el suelo y, bajo la forma de nitrato, contaminar las reservas subterráneas de agua.

La principal ventaja de este nuevo sistema es ambiental, ya que además de disminuir el consumo de agua, la irrigación con aguas servidas lleva a una mejora de la calidad de los cursos de agua, puesto que dejan de recibir desagües tratados de las ciudades. Aunque son tratados previamente, los efluentes contienen una carga de nutrientes (principalmente nitrógeno, fósforo y potasio) que contribuye a la proliferación de algas y la alteración de la calidad de las aguas, en un proceso llamado de eutrofización. Pero la presencia de estos nutrientes en los efluentes constituye una gran ventaja desde el punto de vista agrícola, pues son esenciales para el crecimiento de las plantas. De este modo, los agricultores pueden usar menos fertilizantes en sus plantaciones, lo constituye un beneficio de naturaleza económica. “Es un aspecto importante, pues los fertilizantes tienen un gran impacto en los costos de la producción agrícola”, destaca la profesora Célia Regina Montes, del Cena y del Nupegel, quien también integra el grupo de investigación. En una de las plantaciones experimentales, de pasto para pienso, la economía en el uso de fertilizante nitrogenado mineral llegó al 80% en un año con poca lluvia, cuando la irrigación con efluentes fue más intensa.

CECAPGOOGLELagunas y reactores
Desagües tratados mediante diferentes sistemas, de acuerdo con la investigadora, pueden utilizarse para la irrigación, pero en este proyecto temático se están utilizando únicamente los de origen domiciliario. “Los efluentes industriales poseen características distintas y compuestos indeseables, tales como metales pesados. Las regiones agrícolas, en general, son menos industrializadas y por ende los desagües tratados son predominantemente domiciliarios”, subraya. En las investigaciones llevadas a cabo en la USP se utilizaron desagües tratados mediante dos procesos biológicos: lagunas de estabilización y reactores anaerobios, conocidos con la sigla Uasb, de Upflow Anaerobic Sludge Blanket, seguido de un proceso de lodos activados. En el primero caso, el motor del tratamiento es la energía solar. Este sistema está compuesto por un conjunto de lagunas que contienen bacterias aerobias y anaerobias que degradan la materia orgánica de los desagües. Los desagües permanecen durante un determinado lapso de tiempo en las lagunas y cuando salen, su carga orgánica ha sido sustancialmente reducida, de manera tal que pueden arrojarse a los cursos de agua. Las lagunas de estabilización son uno de los sistemas más empleados en ciudades de pequeño y mediano porte del interior paulista y son operadas por la Sabesp (la Compañía de Saneamiento Básico del Estado de São Paulo) en 319 municipios del estado. En los reactores anaerobios, el proceso también es biológico, pero depende de energía eléctrica para funcionar. El tratamiento se hace con bacterias anaerobias, y el efluente pasa posteriormente por una laguna de aireación antes de volver al río. En ambos casos, la desinfección por cloro o radiación ultravioleta se hace al final del tratamiento.

En teoría, cualquier cultivo puede irrigarse con efluentes domiciliarios, si bien que lo ideal es priorizar alimentos que no sean consumidos frescos, sino procesados industrialmente. De esta manera, las altas temperaturas empleadas en el procesamiento disminuirían el riesgo de contaminación por organismos patogénicos. En el temático de la FAPESP, del cual también forman parte investigadores de la Escuela Politécnica, la Facultad de Salud Pública y el Instituto de Geociencias de la USP, Embrapa Instrumentación Agropecuaria, una unidad de la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria, de São Carlos, el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), de São José dos Campos, y la Universidad del Sur Toulon-Var, de Francia, se hicieron experimentos con plantaciones de maíz, girasol, café, pasto para pienso y caña de azúcar, en el campo experimental de Lins, interior paulista, totalizando un predio de seis hectáreas. En el campo de Piracicaba los experimentos se llevan a cabo con los cultivos de naranja y caña de azúcar en un terreno total de dos hectáreas. En todas ellas se registraron mejoras de productividad, en parte debido al proceso de irrigación — algunos cultivos no son normalmente irrigados, como la caña de azúcar — y, también, debido al aporte de nutrientes existentes en el efluente. Los efectos de la irrigación con aguas residuales en la productividad del cultivo de caña de azúcar, reportados en el artículo de la revista Scientia Agricola, fueron estudiados durante 16 meses en un cultivo en la ciudad de Lins. Al final del estudio, los investigadores constataron un aumento de productividad de alrededor del 50%.

EDUARDO CESAREl empleo de desagües tratados en la irrigación no es una novedad, y es utilizado desde hace mucho tiempo. Las llamadas sewage farms, o haciendas de aguas de desagües de Australia, Alemania y Francia, operan hace más de un siglo. En otros países, como Israel, Estados Unidos, Arabia Saudita, Chile y México, la introducción del sistema es más reciente, pero existen productos agrícolas comercializados que tuvieron ese tipo de irrigación. Las naranjas de algunas plantaciones de Florida, en Estados Unidos, son uno de ellos. En Brasil el tema empezó a estudiarse con más profundidad hace alrededor de 10 años, precisamente por parte del grupo de la Esalq. Aún no existe una legislación federal específica sobre esta cuestión. En 2005, una resolución del Consejo Nacional de Medio Ambiente (Conama) definió las directrices generales del uso de desagües tratados en cinco diferentes modalidades: irrigación agrícola y forestal, uso urbano, uso industrial, recuperación de áreas degradadas y acuicultura. Ahora bien, por cada una de estas prácticas, es necesaria una resolución específica que, entre otros aspectos, reglamente la calidad del efluente. “Un grupo ligado a la Câmara Técnica de Ciencia y Tecnología del Consejo Nacional de Recursos Hídricos se encuentra abocado a la redacción de un borrador de la resolución para la reglamentación del uso agrícola y forestal”, afirma Célia Montes. “No tengo dudas de que, tomando todos los recaudos, podríamos haber adoptado este sistema de manera mucho más intensa en el país desde hace ya algún tiempo.”

Para los investigadores del proyecto, lo más indicado es hacer la irrigación con  agua de rehúso siempre mediante el método de goteado, porque de esa manera se evita la dispersión de aerosoles que contienen partículas del efluente. En ciertos cultivos, como el pasto para pienso, en el cual es necesario irrigar por aspersión, se recomienda suspender la irrigación en períodos de viento fuerte. “Es una precaución extra”, dice Adolpho Melfi. Éste destaca también que lo ideal es que las estaciones de tratamiento de desagües estén localizadas en puntos elevados y cercanos a cultivo, facilitando así el envío de los efluentes tratados a un reservorio ubicado junto a las plantaciones. “También pueden usarse camiones tanque en el transporte”, afirma Melfi.

Otra preocupación de los investigadores tiene que ver con la aceptación por parte de los productores y consumidores de alimentos que fueron irrigados con desagües tratados. El año pasado se realizó un estudio con agricultores de Lins sobre la percepción que tienen de este nuevo método. La gran mayoría respondió que no tendría problemas en adoptar el sistema, siempre y cuando hubiera sido convalidado por una institución de investigación como la USP, por ejemplo. La única salvedad apuntada por los entrevistados fue en cuanto al posible costo de implantación y operación del sistema. Este estudio forma parte de una de las 10 tesinas de maestría de alumnos que participan en el proyecto desde el comienzo de las investigaciones en 2000 y que integró el proyecto temático iniciado en 2005 y con  previsión de conclusión para el año que viene. Otras siete tesis doctorales y ocho trabajos de posdoctorado también se elaboraron en el marco de este proyecto, y otros 14 trabajos de iniciación científica. “Al margen de demostrar la factibilidad del sistema, el proyecto temático de la FAPESP tenía también como objetivo la formación de recursos humanos en el área”, destaca Melfi.

El proyecto
Utilización de efluentes de desagües tratados mediante procesos biológicos (lagunas de estabilización y reactores Uasb/ lodos activados) en suelos agrícolas (nº 04/14315-4); Modalidad Proyecto Temático; Coordinador Adolpho José Melfi — USP; Inversión R$ 1.055.509,45 y US$ 227.031,64 (FAPESP)

Artículos científicos
LEAL, R.M.P. et al. Soil exchan-geable cations, sugarcane production and nutrient uptake after wastewater irrigation. Scientia Agricola. v. 66, n. 2, p. 242-49. 2009.
FONSECA, A.F. et al. Treated sewage effluent as a source of water and nitrogen for Tifton 85 bermudagrass. Agricultural Water Management. v. 87, p. 328-36, 2007.

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