Maria Rosario Elsa Valderrama Valencia; Marco Alberto Mamani Condori

http://proyectos-vri.unsa.edu.pe/handle/91.103.221022/2827

Objetivo

Reducir la contaminación de vinaza mediante su reutilización en la producción de lípidos con microalgas.

Resumen:

En la región Arequipa, la producción de pisco y alcohol ocasionan un importante impacto ambiental, debido a los efluentes generados durante el proceso de su destilación. La vinaza es el residuo líquido resultante de las industrias pisqueras y alcoholeras, el cual se caracteriza por tener el pH ácido, altos compuestos orgánicos y elevados valores de demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno. La generación de vinaza llegó a un valor de 1´365,000 litros en el año 2014 y 2´094,806.70 - 3´258,588.20 litros en el año 2016, su vertimiento en grandes cantidades ocasiona severos problemas ambientales, debido a que disminuye la productividad del suelo, reduce la calidad del agua, daña los ecosistemas acuáticos y promueve la emisión de gases de efecto invernadero. La utilización de microalgas en el tratamiento de la vinaza, es una excelente alternativa en los procesos de su descontaminación, además, desarrolla nuevas perspectivas en la producción de biocombustibles. La presente investigación, tiene como objetivo reducir la contaminación de vinaza mediante su reutilización en la producción de lípidos con microalgas. Para lograr el propósito, en primer lugar, se adaptarán las microalgas en la vinaza, en segundo lugar, se optimizará la vinaza mediante un proceso de filtración, convirtiéndola en un sustrato nutritivo para el cultivo y crecimiento de las microalgas, en último lugar, se cuantificará los lípidos producidos por las microalgas. El fin de este trabajo, es contar con microalgas adaptadas en la vinaza y con un óptimo sustrato de vinaza y obtener los lípidos de microalgas. El impacto de la investigación, es la reducción del potencial de contaminación de la vinaza y la generación de una fuente alternativa de aceites, de modo que, los lípidos puedan ser usados como materia prima para la producción del biodiesel. Según los estudios de Kadioǧlu y Algur (1992); Marques et al. (2013); Olguín et al. (2015); Calixto et al. (2016); Candido y Lombardi (2017); Santana et al. (2017), con referencia al tratamiento de la vinaza con microalgas; es posible lograr la reducción de los efectos contaminantes de la vinaza a través de su reutilización en la producción de lípidos.

Palabras clave

Reducción, contaminación, vinaza, microalgas, lípidos, UNSA, Arequipa.

Problema central

Las industrias alcoholeras tienen un importante impacto ambiental, debido a sus efluentes generados durante el proceso de la destilación del alcohol, denominado vinaza (Sanjuán, 2004), Callejas et al. (2014); España-Gamboa et al. (2012), estiman que por cada litro de pisco y alcohol derivado se generan 3 y 9-14 litros de vinaza respectivamente. Por tanto, la producción de vinaza en la región Arequipa llegó a un valor de 1´365,000 litros en el año 2014 y 2´094,806.70 - 3´258,588.20 litros en el año 2016. La vinaza se obtiene a partir de la caña de azúcar, remolacha azucarera, uva, sorgo dulce y agave, el cual se caracteriza por tener un pH ácido que varía entre (3.5-5.0), poseer un color marrón oscuro y un alto contenido orgánico (España-Gamboa et al., 2011), con valores de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) de 35,000–50,000 mg/l y demanda química de oxígeno (DQO) de 100,000–150,000 mg/l (Pant y Adholeya, 2007), contener elevados compuestos orgánicos (ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres y azúcares), nitrógeno, fósforo e iones (K+, Ca2+, Mg2+ y SO42−) (Ortegón et al., 2016), y salen de las destilerías a una temperatura generalmente en el rango de 70–100 °C (Barrera et al., 2013). La forma más común de eliminar la vinaza es la fertirrigación (Santana y Machado, 2008), pero su aplicación en grandes cantidades modifica las propiedades del suelo y contaminan las aguas superficiales y subterráneas (da Silva et al., 2007), su disposición en un vertedero produce emisiones de olores desagradables como resultado de la putrefacción con la materia orgánica (Belhadj et al., 2013), su turbidez y color perjudican la penetración de la luz y los procesos fotosintéticos, afectando severamente la vida acuática (Robles-González et al., 2012). La vinaza puede contribuir de manera significativa a la emisión de gases de efecto invernadero, provocando el calentamiento global, las emisiones corresponderían a la descomposición aeróbica o anaeróbica de su materia orgánica, que ocurren durante el transporte, almacenamiento o incluso después de su aplicación en el suelo (de Oliveira et al., 2013; Oliveira et al., 2017). Debido a todas las características de la vinaza, este efluente es un residuo líquido de gran poder contaminante que ocasiona un severo impacto negativo al medio ambiente (Kannan y Upreti, 2008; Christofoletti et al., 2013).

Hipótesis planteada

La reducción de la contaminación de vinaza se obtiene a través de su reutilización en la producción de lípidos con microalgas.

Resultados esperados

• (01) Tesis sustentada para conducir a la obtención del Título profesional.
• (01) Titulado en Ingeniería Ambiental.
• (01) Artículo científico aceptado en una revista indizada, de preferencia en la base Scopus o Web of Science u otra equivalente.

RESULTADOS ADICIONALES
1. Contar con microalgas adaptadas en vinaza.
2. Contar con un sustrato nutritivo de vinaza para el crecimiento y desarrollo de microalgas.
3. Obtener lípidos a partir de microalgas.

Impactos esperados

• Académico: Este trabajo abrirá una visión más amplia a las lineas investigaciones relacionadas con biorremediación y biocombustibles a partir de residuos orgánicos.
• Social: La vinaza al ser un producto contaminante, su reutilización para la obtención de lípidos de microalgas impacta significativamente desde el punto de vista de la reducción de su potencial de contaminación., proyectando una buena estrategia para la eliminación de un residuo industriales de manera amigable con el medio ambiente.
• Económico: La reutilización de la vinaza logra una perspectiva de fuente alternativa de biocombustible, ya que los lípidos producidos son la materia prima para la generación del biodiesel.