Universidad El Bosque Facultad de Ingeniera Programa AmbientalProyecto de Grado Carlos QuinteroDavid Felipe Reyes Mara Fernanda RamrezMayo 26 de 2014

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD METDICA PARA LA DEGRADACIN E INACTIVACIN DE PLAGUICIDAS ORGANOFOSFORADOS EN CULTIVOS AGRCOLAS DEL REA RURAL DE VILLAVICENCIO, META

RESUMEN

Los plaguicidas organofosforados son compuestos utilizados para aumentar la productividad de los cultivos, es importante realizar una degradacin e inactivacin de los mismos en diferentes mbitos, en este proyecto se busca realizar un estudio de factibilidad de tratamiento biolgico para la utilizacin de este mtodo en la vereda Pompeya-Meta, y por medio de este plantear una idea de negocio, teniendo en cuenta las variables econmicas, sociales y ambientales; para formar una cooperativa asociativa de trabajo con la comunidad interesada creando una oportunidad innovadora y emprendedora en el rea.

INTRODUCCIN

Los Organofosforados (OFs), hacen referencia a un plaguicida compuesto qumicamente por derivados ster del cido fosfrico cuya funcin es inhibir la enzima acetilcolinesterasa de manera irreversible, y que se usa principalmente como insecticida (Ministerio de la Proteccin Social, 2007). La produccin de estos insecticidas comenz en la Segunda Guerra Mundial, cuando los tcnicos alemanes encargados del estudio de materiales que podran ser empleados en la guerra qumica, descubrieron una gran cantidad de compuestos orgnicos del fsforo. Posteriormente, los trabajos hechos por el qumico Gerhard Schrader en el campo de la agricultura, permitieron comprobar que muchos de los compuestos orgnicos del fsforo presentaban toxicidad elevada contra insectos perjudiciales.

As mismo se encuentra que cuando estos compuestos se aplican al suelo y a las plantas son absorbidos por hojas, tallos, corteza y races, circulan en la savia hacindola txica para los insectos que se alimentan al succionarla, son ms txicos para vertebrados que los organoclorados, pero no son persistentes en el medio ambiente, la cual es la principal causa que motiv la sustitucin en el uso de los organoclorados por los organofosforados. Sin embargo, los daos ms comunes sobre el medio ambiente por parte de estos son: contaminacin del aire y del agua (Brechelt, 2004).

En la actualidad los insecticidas organofosforados (IOF) son los plaguicidas empleados con mayor frecuencia en todo el mundo, y por ello son frecuentes las intoxicaciones a causas de los mismos. Los plaguicidas organofosforados son los ms utilizados en el rea agrcola. En el caso de los jornaleros, la exposicin a estas sustancias se inicia muy frecuentemente entre los 5 y 8 aos de edad, por lo que es indispensable estudiar efectos tempranos que permitan prevenir intoxicaciones graves y daos crnicos en su salud (Nava, 2003).

A partir de esta definicin enlazamos directamente su uso en el sector productivo agropecuario de nuestro pas para el control de plagas, al cual la poblacin acude como una importante fuente de sustento y que en el ejercicio de su labor se encuentra inmerso en el riesgo de desarrollar algn tipo de intoxicacin asociada durante su exposicin laboral.

El uso de plaguicidas en Colombia ha seguido los lineamientos generales del mercado de agroquimicos a escala internacional. Los organofosforados son los insecticidas mas utilizados para el control de plagas en los cultivos tanto a nivel internacional como en nuestro pais ya que son ampliamente utilizados como insumos agrcolas, plaguicidas domsticos y para el control de vectores de enfermedades epidmicas (Varona, 2007) y, junto con los carbamatos y bipiridilos, son los mas frecuentemente involucrados en intoxicaciones en todo el mundo.

Teniendo en cuenta que se elnaza esta actividad con el uso de pesticidas y que en Villavicencio, mas excatamente en la vereda pompeya donde se especializan en el cultivo de arroz se espera proporcionar un analisis sobre las metodologias de biorremediacion de la contaminacion por pesticidas para la conformacion de una cooperativa asociativa que permita el ingreso a una cadena de valor y la prestacion del servicio en las comunidades aledaas que contribuye a la generacion de ingresos.

JUSTIFICACIN

Los plaguicidas en el proceso de su liberacin en el medio ambiente interaccionan con los componentes biticos y abiticos de este, sufriendo transformaciones en su estructura, capaces de modificar profundamente sus caractersticas fisicoqumicas y su accin biolgica. A nivel ecolgico se proporcionan mtodos que favoreceran a todos los componentes del ecosistema, es decir, los seres vivos (microfauna del suelo, aves, peces y humanos, entre otros) que interactan en esta zona, debido a la accin desfavorable de los organofosforados en sus procesos naturales.

Si bien es cierto que la implementacin de estos mtodos puede llegar a generar costos adicionales en los cultivos, cabe resaltar que hoy en da el mejorar los procesos productivos apuntndole a la calidad del producto final, de igual manera crea mayor valor y confianza para los consumidores.

A modo institucional se diversifica y aplica el enfoque (Bio-Psico-Social y Cultural) que propone la Universidad trabajando bajo los criterios que este propone:Al comprender que el ser humano es mucho ms que la suma de unos factores biolgicos, psicolgicos, sociales y culturales, laUniversidad El Bosqueha concentrado sus esfuerzos formativos e investigativos en la construccin de una cultura de la vida, en donde el medio y el fin sea la persona en todas sus dimensiones. Las tareas de las instituciones en los programas de apoyo estn descritas en los documentos tcnicos, bajo lineamientos aplicativos a nuestro proyecto principalmente por el Instituto nacional de Salud y el ministerio de medio ambiente y desarrollo sostenible.

Desde la perspectiva acadmica este proyecto permite afianzar algunos conocimientos adquiridos durante las diferentes asignaturas del programa de Ingeniera Ambiental, adems promover y aportar a las lneas de investigacin que se desarrollen en la actualidad, fortaleciendo de tal forma las competencias investigativas de los autores de este proyecto como integrantes de la comunidad acadmica. Todo lo anterior, bajo premisas del programa que incluyen una perspectiva que tiene en cuenta elementos como los recursos naturales, los proyectos ambientales, la administracin de los mismos y las implicaciones de estos en la vida de las personas como en su salud.

A modo grupal podemos enriquecer proyectos investigativos realizados en el pasado y que requieren de una continuidad ya que son de inters para nuestra rea del conocimiento que pretende una direccin hacia la salud y la calidad de vida. Los factores de riesgo y presencia de plaguicidas organofosforados ya haba sido establecida por medio del perfil epidemiolgico a partir de los datos suministrados segn la base de datos del SIVIGILA, donde se hizo la caracterizacin de factores de riesgo asociados a individuos posiblemente expuestos a plaguicidas organofosforados en cultivos del municipio de Villavicencio-Meta; por lo tanto es necesaria la implementacin de un sistema de este tipo para la prevencin de estos riesgos.

Problema

En el rea rural del municipio de Villavicencio, se utilizan prcticas agrcolas que se ven representadas en sus actividades econmicas, y que durante su modernizacin de procesos ha iniciado en el pasado, el mal uso de insecticidas organofosforados, por lo que se han presentado casos de contaminacin del suelo e intoxicacin en los habitantes, que de seguir en aumento se puede convertir en un problema de salud pblica para el departamento; por lo tanto, se indica el propsito de determinar un mtodo para la degradacin e inactivacin de plaguicidas organofosforados en cuestin, para el mejoramiento del entorno y la calidad de vida de la poblacin expuesta. (Ver Anexo 1. rbol de problemas)

Anlisis de involucrados

Se tienen como involucrados el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, el Ministerio de Agricultura, el Instituto Nacional de Salud, Cormacarena, la comunidad, los estudiantes de Ingeniera Ambiental de la Universidad El Bosque y la misma institucin. Todos convergen en el hecho de llegar a una concertacin en cuanto a la normatividad y las polticas a cumplir dirigidas por las autoridades encargadas, as como en la direccin y el apoyo en la implementacin de metodologas para la degradacin e inactivacin de los compuestos organofosforados, que sean amigables con el ambiente e impidan el aumento en casos de intoxicacin de la poblacin cercana a la zona descrita. (Ver Anexo 2. Tabla Anlisis de involucrados)

Anlisis de alternativas

La evaluacin de las alternativas biolgicas existentes se realiz mediante un diagrama dentro del cual se consideraron cuatro metodologas de degradacin y se contrastan con tres aspectos que son econmico en cuanto al costo que implica la degradacin con respecto o a sus unidades, lo social visto desde el rea de requerimientos tcnicos y generacin de empleo para finalmente evaluar el aspecto ecolgico enmarcado en el beneficio que trae para el suelo junto al ambiente lo eficiente o no que pueda ser cada metodologa.

ALTERNATIVAS BIOLOGICASEconmico(Costos)PuntajeSocialRequerimientos tcnicosPuntajeEcolgico(Efectividad degradacin)PuntajeTotal

Biolabranza.30 y 70 USD/m33Alto4Alta si se evitan lixiviados.411

Fitorremediacin (in situ)24,000 y 40,000 USD/ha50 cm profundidad (Pb)1Bajo1Altas concentraciones de contaminantes pueden resultar txicas. Depende de la estacin del ao.35

Bioestimulacion30 y 100 USD/m32Bajo1Obstruccin en los pozos de inyeccin provocada por el crecimiento microbiano. limitaciones en la transferencia de O2.(Presente en suelo arcilloso)36

Bioventeo10 y 70 USD/m34Medio2Algunos factores que pueden limitar la efectividad del Bioventeo son: Falta de nutrientes, Bajo contenido de humedad y Dificultad para alcanzar el flujo de aire necesario28

Puntuacin aspecto Econmico: Costos bajos (4) Costos medios (3) Costos moderadamente altos (2) Costos altos (1).

Puntuacin Aspecto social: Requerimiento de tecnologa y talento humano (Alto-4) Requerimiento de tecnologa nicamente (2) Requerimiento de Talento Humano nicamente (1).

Puntuacin aspecto Ecolgico: Efectividad poco limitada (4) Efectividad moderadamente limitada (3) Efectividad Baja (2). Efectividad nula (1).

Despus de realizada la evaluacin de las alternativas se tiene como la mejor opcin dentro de los tratamientos biolgicos, la metodologa de Biolabranza, debido a que esta cuenta con uno de los rangos ms bajos de costos por unidad mtrica degradada que se complementan con grandes requerimientos de talento humano que beneficiaran a la poblacin, sin dejar atrs que su nica limitacin seria la presencia de lixiviados, caso que es de fcil tratamiento.

HIPOTESIS Y OPERACIONALIZACIN

La alternativa biolgica de degradacin de compuestos organofosforados en el suelo es ms viable desde algunos indicadores econmicos, ecolgicos y sociales que las alternativas convencionales.

OPERACIONALIZACION

VARIABLEVariable independiente, est relacionada con la metodologa de degradacin e inoculacin ya que tiene pasos especficos de implementacin.Variable dependiente, hace referencia a los resultados de la aplicacin de la metodologa ya que esta desembocara en la mejora de la calidad del suelo y la prevencin de los riesgos para la salud de la poblacin.

DEFINICION CONCEPTUALEvaluacin de metodologas existentes para la degradacin e inoculacin de los compuestos organofosforados haciendo revisin para poder analizarlas y encontrar la viabilidad.

La disminucin o la inoculacin de los compuestos organofosforados aumenta la calidad del suelo en especfico, las condiciones del ambiente y por consiguiente la disminucin de los riesgos de enfermedades respiratorias, intoxicaciones entre otras.

DEFINICIN OPERAIONALConsiderando la implementacin de tcnicas como: revisin documental y observacin indirecta ya que esta ultima se realiza con base en conocimiento del tema indagando a travs de las observaciones realizadas anteriormente. Como instrumento los documentos fsicos.Mediante grupos focales que se establecieron en la primera parte de la investigacin realizada sobre el tema pero enfocados en perfil epidemiologico relacionado con organofosforados de la misma regin.

Revisin documental para el establecimiento de rangos en los que se pueda analizar una metodologa de degradacin con base en la variable dependiente. Los instrumentos sern los documentos fsicos y los temas a tratar.

DIMENSIONConocimiento del estado del arte, conocimiento de las metodologas a aplicar. Tiempo requerido para la implementacion total de la tcnica biolocia de degradacion.Disminucin de casos de intoxicacin, mejora en las condiciones fsico qumicas del suelo.

Numero de tcnicas evaluadas, numero de metodologas viables.Hectreas de suelo tratadas / hectreas de suelo contaminado.

Poblacin beneficiada / poblacin afectada.

% estimado de riesgos prevenidos.

OBJETIVOS

General

Realizar un estudio de factibilidad del tratamiento biolgico en la degradacin e inactivacin de plaguicidas organofosforados como insumo para una idea de negocio incluyente e innovadora.

Especificos

Analizar las alternativas de tratamiento biolgico existentes para la degradacin e inactivacin de plaguicidas organofosforados. Comparar la metodologa de tratamiento biolgico mas viable con las alternativas convencionales. Elaborar una idea de negocio a partir de la metodologa de tratamiento biolgico mas viable para la inclusin en la cadena de valor del grupo de cultivadores en el rea.

MARCO TEORICO

Estado del arte

De forma general, diferentes pases han desarrollado y consolidado un sin nmero de estudios investigativos sobre el tema de la degradacin e inactivacin de los compuestos organofosforados. Viendo perspectivas mundiales donde el tema est en un desarrollo amplio hasta llegar al anlisis de punto local tratando el tema Colombiano, donde se aplica en cierta medida pero los estudios apuntan ms al rea de laboratorio y de experimentacin.

La revisin del estado del arte, se ordenara de forma cronolgica en dos subdivisiones que corresponden a lo concerniente a nivel global, latinoamericano, y una ltima parte correspondiente a Colombia actuando como pas local del tema.

a. A nivel global.

Polonia

Por su parte Polonia mediante la investigacin establece la utilizacin de la tcnica de cultivo de enriquecimiento utilizando tres cepas bacterianas seleccionados e identificados por metodologas de alta tecnologa que son: liquefaciens Serratia , Serratia marcescens y Pseudomonas sp.; los resultados sugieren una fuerte correlacin entre la actividad microbiana y procesos qumicos durante la degradacin del pesticida organofosforado diazinn. Por otra parte, las cepas bacterianas aisladas pueden tener potencial para su uso en la biorremediacin de suelos contaminados con diazinn (Cyco et al., 2009)

Estudios como el de (Cyco et al., 2009) tienen implicaciones para el desarrollo estrategias de biorremediacin de suelos contaminados con diazinn. Sin embargo, el uso de sistemas microbianos para la eliminacin de compuestos orgnicos de fsforo de los sitios contaminados requiere una comprensin de los requerimientos ecolgicos de la degradacin de las cepas. Existe la necesidad de una mayor investigacin sobre los aspectos bioqumicos y genticos de la degradacin de diazinn por las bacterias aisladas en nuestros estudios.

Corea del Sur

Las eficiencias de dos enzimas hongos y levaduras esterasa en degradacin de malatin fueron investigadas por (Yang-Hoon, K., Ji-Young, A., Seung-Hyeon, M., Jeewon, L., 2005). Sorprendentemente, la tasa de degradacin de malatin por medio de hongos es muy alta, es decir, casi 60% de malation se descompone en 0,5 h, y casi el 50% de los degradados de malatin inicial desaparece en 15 min. Con la levadura esterasa, a pesar de tener la misma concentracin, ms del 65% de malatin se mantuvo incluso despus de 2h de tratamiento al da.

(Yang-Hoon, K., Ji-Young, A., Seung-Hyeon, M., Jeewon, L., 2005) comentan que durante la degradacin enzimtica del malatin, se detectaron compuestos derivados, y la evolucin en el tiempo de los cambios en la composicin. En cuanto a la degradacin por hongos y levaduras esterasa, otros dos productos qumicos orgnicos fueron producidos a partir de malatin: malatin monoacid (MMA) y malation benzoporfirina (bdp- (MDA) por hidrlisis ster.

De acuerdo con (Yang-Hoon, K., Ji-Young, A., Seung-Hyeon, M., Jeewon, L., 2005) los efectos txicos de malatin y su final se investigaron teniendo en cuenta los productos de la degradacin mediante diversas bacterias bioluminiscentes. Como resultado de ello, los productos de degradacin (incluyendo MMA) por esterasas causam un dao grave en la membrana y en la inhibicin de la sntesis de protenas en las clulas ministeriales, mientras que en los hongos, el malation se degrada de forma significativa a los no-txicos despus de la MDA con un perodo de tiempo de 2 das.

b. A nivel Latinoamericano

Brasil

Segn (Costa L., Dellamatrice P., Viana de Sousa M. & Marinho G., 2010) Los estudios sugieren que, a pesar de que los pesticidas organofosforados se consideran de baja persistencia, pueden persistir en el medio ambiente durante largos perodos de tiempo, ya que se utilizan ampliamente y se han encontrado aos despus de la aplicacin.

Costa et al. (2010) desarrollaron una investigacin para la Bioremediacin de un rea contaminada con el insecticida organofosforado metamidofos mediante el uso de Corynebacterium sp.; ponindola a prueba y evaluando la eficiencia del mtodo de prueba en la zona de campo.

La bacteria utilizada para el estudio fue capaz de reducir la concentracin del producto considerablemente, pero despus de un perodo de degradacin exitoso se va reduciendo el potencial hasta tener como resultado una degradacin incompleta. Lo cual significa que los productos con largo tiempo de permanencia en el suelo pueden ser difciles de degradar (Costa et al. 2010).

Mxico

Se cuenta con informacin cientfica proveniente de la Universidad autnoma del estado de Morelos en Mxico donde se avanza a pasos agigantados en el tema, en el tema a tratar se trabaj ya de forma experimental la degradacin biolgica iniciando con el aislamiento de bacterias propias en suelos agrcolas que son las condiciones con las que cuenta este proyecto.

A partir de suelos agrcolas del estado de Morelos, se aislaron dos consorcios bacterianos con capacidad de crecer en presencia de plaguicidas organofosforados; trabajando desde el enfoque de concretar el mtodo de asilamiento definiendo inicialmente las fuentes de carbono, fuentes alternas, medio mineral entre otros aspectos que permiten el desarrollo de la tcnica; a travs de este se analizan los consorcios presentados junto a los valores ms altos de crecimiento en un proceso de metabolismo o no. Tales resultados permiten plantear el potencial de esos consorcios para el tratamiento de plaguicidas organofosforados.(Castrejn et al., s.f)

En el estudio realizado por (Hernndez, A., Martnez, J., Castillo, A., 2005) se comenta sobre la contaminacin en suelos y la sugerencia sobre el uso de la fitorremediacin en suelos agrcolas como una forma de biorremediacin in situ y que trabajos recientes sealan que el uso de extracto de cebada al estar en contacto con malatin, ocasiona su completa degradacin por tanto su objetivo se centraba en determinar la capacidad para degradar el Malatin de uso comercial. por un stock de cepas de Rhizobiun aisladas de Desmodium tortuosum, del banco del IIBUV.

(Hernndez, A., Martnez, J., Castillo, A., 2005) presentan 10 cepas bacterianas aisladas de ndulos de una leguminosa del gnero Desmodium tortuosum , de un stock del Laboratorio de Microbiologa del Instituto de Investigaciones Biolgicas de la Universidad Veracruzana, Mex. (IIBUV) las cuales fueron sometidas a la presencia de Malatin de uso comercial, en diferentes concentraciones. El malatin utilizado fue analizado por cromatografa de gases acoplado a espectrometra de masas (GC/MS), para conocer la existencia significativa de otros compuestos, siendo esta no relevante. A las muestras con malatin y las cepas se les realiz anlisis cromatogrfico para determinar la biotransformacin de este.

Los resultados de (Hernndez, A., Martnez, J., Castillo, A., 2005) muestran disminucin en la concentracin del malatin agregado y la presencia de productos intermedios como cidos O,O,S-trimetil fosfotioico y O,O,S- trimetil fosforoditioico, dimetil ester, cido tiofenil carboxlico. Se concluye finalmente que los aislados bacterianos de Rizobium provenientes de la leguminosa Desmodium tortuosum, poseen capacidad para biodegradar el pesticida organofosforado malatin.

c. A nivel Colombia

En Colombia la CorporacinCentro de Investigacin en Palma de Aceite(Cenipalma) promovi el ensayo exploratorio de microorganismos nativos tiles para la biodegradacin de glifosato (compuesto organofosforado) en cultivos de palma de aceite.

Clavijo I., Rocha P. y Vives M., (2008) quienes desarrollaron tal proyecto, tenan como objetivo realizar una primera aproximacin a la bsqueda de microorganismos nativos asociados al cultivo de palma de aceite con capacidad de biodegradar glifosato; esta iniciativa identific microorganismos (bacterias y hongos) que permiten la degradacin de las molculas empleadas como herbicidas para evitar as la contaminacin del suelo y el agua.

Clavijo et al. (2008) En los tratamientos individuales para los aislamientos bacterianos no se observ crecimiento a altas concentraciones de glifosato, a pesar que en la estrategia de recuentos la poblacin bacteriana es alta a estas concentraciones. Este resultado posiblemente indica la presencia de un consorcio bacteriano potencialmente degradador del herbicida.

La metodologa de estudio inclua muestras, evaluacin de la microbiota inicial del suelo junto a la seleccin y aislamiento de microorganismos. De 15 morfotipos estudiados, solo cinco lograron crecer en concentraciones altas del compuesto organofosforado glifosato equivalentes a 2000 mg/ml; algunos de estos pertenecen a los gneros: Penicillium, Fusarium y Aspergillus (Clavijo et al., 2008).

(Lopera M., Peuela G., Domnguez M. & Meja G., 2010) pensaron un proyecto teniendo en cuenta el problema del deterioro del suelo junto a la iniciativa de implementar biorremediacin que es una alternativa de bajo costo y amigable con el medio ambiente que pude solucionar o mitigar los impactos ambientales ocasionados por la contaminacin con plaguicidas.

La investigacin de Lopera et al. (2010) desarrollo la primera fase de un proyecto de Bioremediacin, el cual est orientado a la evaluacin de la inhibicin del crecimiento del hongo (P. Chrysosporium) a diferentes concentraciones del plaguicida clorpirifos y a la medicin en el laboratorio de porcentajes de degradacin del plaguicida permitan, posteriormente, disear estrategias de Bioremediacin para zonas agrcolas.

La metodologa en orden de asignacin incluye: un diseo experimental completo que inicia con un anlisis de varianza, anlisis multivariante de la varianza, evaluacin de la inhibicin del crecimiento del hongo, cuantificacin de clorpirifos presente en las muestras y finalmente la evaluacin de la degradacin del clorpirifos; estas dos ltimas arrojaron datos promedios de degradacin de 85.56% inicial junto al registro final (a 21 das) de 96.31% (Lopera et al., 2010).

Lopera et al. (2010) afirman que la biorremediacion de suelos contaminados con plaguicidas, es un rea emergente en Colombia y su desarrollo depende, entre otras cosas, del establecimiento de estrategias para la caracterizacin de las reas afectadas por la contaminacin, la formacin de personas capacitadas y el fortalecimiento de grupos de investigacin en los temas de biorremediacion.

La degradacin del plaguicida malatin (organofosforado) con microorganismos nativos de un suelo agrcola fue estudiada por (Mosquera, R., Peuela, G., 2009) tanto en condiciones de laboratorio como en campo. En campo se realiz en un suelo de una zona destinada a la ganadera de leche y al cultivo de hortalizas, localizada en el municipio de Caldas, al sur del valle de Aburr, Antioquia, Colombia.

La metodologa realizada por (Mosquera, R., Peuela, G., 2009) comienza con la cuantificacin de la desaparicin del malatin y la formacin del principal metabolito, el malaoxn, para lo cual se valid un mtodo analtico, que incluy la extraccin del suelo y la cuantificacin del plaguicida y metabolito por cromatografa de gases. La extraccin se realiz por agitacin mecnica rotativa usando acetato de etilo, y la cuantificacin se hizo en un cromatgrafo HP 6890 plus, acoplado a un detector de microcaptura de electrones con inyector automtico, obtenindose recuperaciones en promedio de 89.4% para el malatin y de 93.8% para el malaoxn.

Finalmente (Mosquera, R., Peuela, G., 2009) afirma que a medida que avanz el tiempo se redujo la tasa de degradacin, que coincide con la disminucin de la poblacin microbiana pues de acuerdo con la caracterizacin del suelo, hay un alto % de materia orgnica, pero que no est disponible fcilmente para los microorganismos, entonces a medida que se reduce el plaguicida en el suelo, tambin baja la poblacin microbiana en las concentraciones utilizadas durante la experimentacin, quedando efectivamente la poblacin microbiana degradadora del plaguicida presente en el suelo.

Marco conceptual

DegradacinTermino aplicado a cualquier proceso de transformacin de un sistema, orden, estructura o sustancia compleja, a un nivel inferior. En trminos generales es el proceso de descomposicin de la materia por medios fsicos qumicos o biolgicos (Fraume, 2007)

CultivoConjunto de vegetacin manejada tcnicamente e integralmente con el propsito de utilizarla en la alimentacin o en la industria. Comenz con la domesticacin de las plantas en el inicio de la agricultura. El termino se utiliza igualmente para la accin de multiplicar artificialmente microorganismos, como en cultivo de hongos, bacterias o la obtencin de plantas a partir del cultivo de tejidos o cultivo in-vitro (Fraume, 2007)

Contaminacin agrcolaDesechos slidos, voltiles o lquidos producidos por todo tipo de explotaciones agrcolas, incluyendo derivados de los pesticidas, fertilizantes y sobrantes de forrajes, erosin y suciedad del arado, abono animal, esqueletos y residuos de las cosechas y escombros. Las escorrentas y los vientos son los procesos naturales que con mayor frecuencia incrementan y propagan los contaminantes agrcolas y sus efectos hacia hbitats distantes (Fraume, 2007)

Degradacin biologicaLa degradacin biolgica del suelo consiste en la prdida de materia orgnica por disminucin de aportes vegetales, y por el aumento de la tasa de mineralizacin. Esto es consecuencia principalmente de la erosin hdrica, los malos manejos del suelo en agricultura, el sobrepastoreo y la deforestacin. Las consecuencias de la degradacin biolgica implican una prdida de las propiedades del suelo, disminuyendo su fertilidad y su capacidad para producir bienes y servicios. (Miliarium Aureum, S.L, 2004)

PlaguicidasEs la sustancia o mezcla de ellas, destinada a prevenir, destruir o controlar plagas, incluyendo los vectores de enfermedad humana o animal; las especies no deseadas de plantas o animales que ocasionan un dao duradero u otras que interfieren con la produccin, procesamiento, almacenamiento, transporte y comercializacin de alimentos; los artculos agrcolas de consumo, la madera y sus productos, el forraje para animales o los productos que pueden administrrseles para el control de insectos, arcnidos u otras plagas corporales. (FAO, 1986)

Plaguicidas organofosforadosGrupo de compuestos orgnicos que contienen fsforo y se utilizan como insecticidas. Los plaguicidas organofosforados se descomponen rpidamente en contacto con la luz solar, el aire y el suelo, aunque pueden detectarse pequeas cantidades en los alimentos y el agua potable. (Scientific Committees, s,f.)

AgriculturaActividad humana ejercida con el objetivo de transformar el ambiente natural a fin de obtener los productos necesarios para la subsistencia. Requiere competencias tcnicas y cientficas que se han perfeccionado a lo largo de la historia. (Fraume, 2007)

En trminos generales la temtica de la degradacin de los pesticidas organofosforados suscita mucho inters de la comunidad investigativa debido a la importancia actual que tiene la bsqueda y la aplicacin de alternativas con base en microorganismos, para la transformacin de plaguicidas txicos, que se usan comnmente en el sector agrcola y la industria de los llanos o andes colombianos y ecuatorianos. se encuentra tambin la necesidad de continuar con este tipo de estudios, dado que se tienen pocos datos confiables acerca de la accin y el grado de toxicidad para varios grupos de animales, plantas y poblacin en los pases mencionados, y la existente ha sido generada principalmente en compaas productoras de estos compuestos, mostrando poco impacto (IV Simposio internacional de desarrollo sustentable, 2004)

BiolabranzaDurante el proceso de Biolabranza, la superficie del suelo contaminado es tratada en el mismo sitio por medio del arado. El suelo contaminado se mezcla con agentes de volumen y nutrientes, y se remueve peridicamente para favorecer su aireacin. Las condiciones del suelo (pH, temperatura, aireacin) se controlan para optimizar la velocidad de degradacin y generalmente se incorporan cubiertas u otros mtodos para el control de lixiviados (Riser-Roberts 1998).

Aplicaciones. Los contaminantes tratados con xito por Biolabranza, incluyen disel, gasolinas, lodos aceitosos, PCP, creosota y coque, adems de algunos pesticidas y HTP (Alexander 1994). Es una tecnologa de gran escala, que se practica en los Estados Unidos de Amrica, Canad, Reino Unido, Holanda, Suiza, Dinamarca, Francia y Nueva Zelanda (Reiser-Roberts 1998).

FitorremediacinLa fitorremediacin es un proceso que utiliza plantas para remover, transferir, estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes (orgnicos e inorgnicos) en suelos, lodos y sedimentos, y puede aplicarse tanto in situ como ex situ. Los mecanismos de fitorremediacin incluyen la rizodegradacin, la fitoextraccin, la fitodegradacin y la fitoestabilizacin (Van Deuren et al. 1997, Hutchinson 2001).

El mtodo utilizado en la evaluacin de estas alternativas es la fitodegradacin que consiste en el metabolismo de contaminantes dentro de los tejidos de la planta, a travs de enzimas que catalizan su degradacin.

BioestimulacionLa bioestimulacin implica la circulacin de soluciones acuosas (que contengan nutrientes y/u oxgeno) a travs del suelo contaminado, para estimular la actividad de los microorganismos autctonos, y mejorar as la biodegradacin de contaminantes orgnicos o bien, la inmovilizacin de contaminantes inorgnicos in situ.

Aplicaciones. Se ha usado con xito para remediar suelos contaminados con gasolinas, COV, COS y pesticidas (Alexander 1994). Estudios a escala piloto, han mostrado la biodegradacin de suelos contaminados con desechos de municiones.

BioventeoEl bioventeo es una tecnologa relativamente nueva, cuyo objetivo es estimular la biodegradacin natural de cualquier compuesto biodegradable en condiciones aerobias. El aire se suministra en el sitio contaminado a travs de pozos de extraccin, por movimiento forzado (extraccin o inyeccin), con bajas velocidades de flujo, con el fin de proveer solamente el oxgeno necesario para sostener la actividad de los microorganismos degradadores.

Aplicaciones. Se utiliza para tratar compuestos orgnicos biodegradables semivoltiles (COS) o no voltiles. Adems de favorecer la degradacin de contaminantes adsorbidos, pueden degradarse COV, por medio de su movimiento a travs del suelo biolgicamente activo. Se ha utilizado con xito para remediar suelos contaminados con HTP, solventes no clorados, pesticidas y conservadores de la madera, entre algunos otros qumicos.

Economa solidariaEs una forma de produccin, consumo, y distribucin de riqueza, centrada en la valorizacin del ser humano y no en la priorizacin del capital. Promueve la asociatividad, la cooperacin y la autogestin, y est orientada a la produccin, al consumo, y a la comercializacin de bienes y servicios, de un modo principalmente autogestionado, teniendo como finalidad el desarrollo ampliado de la vida. Preconiza el entendimiento del trabajo y en el trabajo, como un medio de liberacin humana, en el marco de un proceso de democratizacin econmica, creando una alternativa viable a la dimensin generalmente alienante y asalariada del desarrollo del trabajo capitalista.

Cooperativa asociativa de trabajoEmpresas solidarias en las que los asociados desarrollan personalmente las actividades propias de su objeto social, a fin de atender las obligaciones comerciales de las cooperativas con sus clientes, en los mbitos de la produccin de bienes, la ejecucin de obras o la prestacin de servicios, segn sea el caso, generando trabajo permanente. el desarrollo de las actividades debe hacerse de manera autogestionaria, buscando un ingreso digno y justo en beneficio de los asociados (Superintendencia, 2005).

Produccin mas limpiaAplicacin continua de una estretegia ambiental preventiva e integrada, en los procesos productivos, los productos y los servicios, para reducir los riesgos relevantes a los humanos y el medio ambiente (UNEP, 2005)

METODOLOGA

Enfoque

El enfoque del proyecto de investigacin es mixto, combinando lo cualitativo al presentar la descripcin de la viabilidad de la degradacin biolgica en el rea a tratar, y lo cuantitativo ya que se presentaran porcentajes de efectividad en la remocin de los compuestos organofosforados del suelo con el mtodo biolgico.

Alcance

El alcance del presente proyecto de investigacin se engloba en el marco del cumplimiento de criterios exploratorios y descriptivos; todo lo anterior sustentado en que el mtodo que se va utilizar es relativamente nuevo en la zona de Villavicencio Meta, teniendo en cuenta que solo se han tenido experiencias de laboratorio (experimentales) y algunas pocas de aplicacin pero solo en la regin antioquea. Se explicara a su vez la forma en que se llevan a cabo los procesos, describiendo las metodologas adems de todos los factores que determinen su viabilidad metodolgica. Se especifica en la investigacin las propiedades y las caractersticas de la degradacin biolgica sobre la cual se realiza el anlisis.

Diseo de investigacin

Cuantitativa: El estudio a realizar es experimental, debido a que se manipularan variables como las metodologas de tratamiento biolgico posibles junto con la eficiencia de degradacin que determinara la calidad del suelo en el que se realice esta accin. Asi mismo, es considerado un cuasiexperimento debido a que no tiene un grado de confiabilidad sobre la equivalencia de los datos ya que no se tiene un control.

Cualitativa: El estudio a realizar es de teora fundamentada ya que propone teoras de las que surgen datos de la investigacin mas que de los estudios previos, es decir, es el procedimiento el que genera el entendimiento de las metodologas de tratamiento biolgico.

Tabla metodologa de investigacin

ObjetivosActividadesMetodologaResultados esperados

GeneralEspecficosTcnicaInstrumento

Realizar un estudio de factibilidad del tratamiento biolgico en la degradacin e inactivacin de plaguicidas organofosforados como insumo para una idea de negocio incluyente e innovadora.Analizar las alternativas de tratamiento biolgico existentes para la degradacin e inactivacin de plaguicidas organofosforados.Recopilar informacinSintetizar informacinAnalizar informacinRevisin y anlisis documentalObservacinAnlisis comparativoFichas bibliogrficasSe analizaran las alternativas para degradacin e inactivacin de plaguicidas.

Comparar la metodologa de tratamiento biolgico mas viable con las alternativas convencionales.Definir variables para comparar las metodologas.Comparar las metodologas de acuerdo a las variables anteriormente definidas.Revisin y anlisis documentalAnlisis correlacionalFichas bibliogrficasMatriz de identificacinSe compararan las metodologas ms adecuadas para la zona de acuerdo a las variables identificadas.

Elaborar una idea de negocio a partir de la metodologa de tratamiento biolgico mas viable para la inclusin en la cadena de valor del grupo de cultivadores en el rea.Definir criterios para evaluar la acogida de la idea de negocio en la comunidad .Analizar la idea de negocio con base en los criterios definidos anteriormente.Revisin bibliogrfica y de normatividad.Anlisis de alternativasFichas tcnicasMatriz de anlisis de alternativasEntrevistasSe analizara la acogida de la idea de negocio desde lo socioeconmico y lo ecolgico logrando un inters y beneficio para la comunidad.

INNOVACIN

Creacin de una cooperativa como asociacin autnoma de personas, para el caso del presente trabajo de cultivadores quienes desarrollaran su forma de direccin y el control de la actividad empresarial que tendr como base la prestacin de servicios para la degradacin e inoculacin de Compuestos organofosforados mediante la metodologa de Biolabranza en la vereda Pompeya del Municipio de Villavicencio Meta.

Este proceso de innovacin tendr relevancia social ya que inicia con un grupo puntual de cultivadores quienes tendrn la posibilidad de negocio en esta alternativa biolgica de tratamiento, que permite la movilizacin al sitio contaminado ya que esta se realiza in situ, principalmente con materiales y maquinaria como, inoculantes, nutrientes junto a tractor con adaptacin de arado principalmente.

Esta cooperativa prestara un nuevo tipo de servicio lo que asegura su participacin en la cadena de valor y que les permitir satisfacer las necesidades humanas bsicas y lograr un crecimiento econmico constante. Hace referencia a una innovacin de procesos ya que este mtodo de Biolabranza busca que la remediacin del suelo no se realice de forma convencional y se torne como nuevo ya que en esta rea no se prestan servicios como este.

ACTORES, ALIANZAS, ORGANIZACIONES, REDES Y FLUJOS DE INFORMACIN

Funcin o ActividadIntersVinculacin

Grupo de Cultivadores (Pompeya)

Dirigir la Cooperativa durante su tiempo de operacin. Prestacin del servicio de biorremediacion mediante Biolabranza.Inclusin en la cadena de valor, produccin ms limpia y crecimiento econmico.DIRECTA

Ing. Amb. Universidad El Bosque

Aporte de la idea de innovacin para su conversin en negocio. Conocimientos y parmetros. Aporte acadmico.Realizar un aporte desde la perspectiva acadmica y de negocio a la comunidad rural para la inclusin de PML. (Guas)EXTERNA

SENA - Servicio Nacional de Aprendizaje.

Capacitacin de los cultivadores en las reas de inters para la idea de negocio.Formacin integral para la incorporacin de las personas en actividades productivas que contribuyan al crecimiento social, econmico y tecnolgico del pas.ALIANZA

CNPMLTA - Centro Nacional de Produccin Ms Limpia y Tecnologas Ambientales.Lnea de crdito Ambiental

Financiacin: promoviendo la inversin ambiental con nfasis en los conceptos de prevencin de la contaminacin como filosofa principal.Financiar inversiones que pretendan lograr un impacto positivo sobre el medio ambiente y por ende incrementar el desarrollo sostenible del pas.ALIANZA EXTERNA DE FINANCIANCION O CREDITO

Fondo para la accin ambiental de Colombia FPAA

Financiacin y asesora desde su lnea de Evaluacin y mitigacin de impactos ambientalesCofinanciar con recursos no reembolsables proyectos destinados a preservar proteger o mejorar los recursos naturales de la repblica de Colombia.EXTERNA

Red Latinoamericana de P+L

Facilitar el acceso a informacin y transferencia de conocimiento de las experiencias de los centros para promover la industria verde

Implementar proyectos innovadores regionales en eficiencia de recursos y produccin ms limpia para la elaboracin de metodologas que permitan su rplica en la reginEXTERNA

En el diagrama se puede apreciar como estos actores funcionan como una red ya que se especifica su modo de vinculacin y la funcin que cumplen, adems del flujo de informacin que primordialmente es externo por parte de la Red Latinoamrica de produccin mas limpia y la informacin interna que manejara la cooperativa a su interior y que aprendi a manejar gracias a la alianza con el SENA.

Las alianzas entre todos los actores y sectores es crucial para la adopcin efectiva de Produccin ms Limpia. Todos los actores de la sociedad se benefician de la aplicacin de Produccin ms Limpia como una estrategia de ganar-ganar, y todos tienen roles importantes que jugar en la adopcin de Produccin ms Limpia, incluyendo al gobierno, industria, sociedad civil, academia y organizaciones no gubernamentales (PNUMA, 2003)

INVESTIGACIN Y APRENDIZAJE

El papel de la academia viene principalmente con la inclusin de nosotros como ingenieros Ambientales quienes promovemos mediante nuestros conocimientos e investigacin la generacin de este tipo de ideas de negocio innovadoras, transmitindolo a una comunidad que ser incluida en una cadena de valor y generara recursos econmicos.

Adems del aprendizaje acadmico que tendr la comunidad sobre el proceso metodolgico de la Biolabranza, emprendimiento, contabilidad y manejo de archivos que ser aportado por el SENA gracias a la alianza que establecer.

La ciencia por su lado aporta la investigacin que ha hecho que este tipo de metodologas como la de Biolabranza sean posibles ya que mediante esta se ha podido conocer el funcionamiento o metabolismo de las bacterias adems por ejemplo del estudio de la biodisponibilidad de contaminantes como los pesticidas organofosforados.

Las dos estancias anteriores a travs de sus aportes permitirn que la academia siga creciendo pero ms importante an que exista un grado de desarrollo del conocimiento, los mtodos, la vida y las comunidades como una conformacin.

ECONOMIAS EMERGENTES

Las economas emergentes aplicables para esta idea de negocio incluyen la economa solidaria debido a que en esta se resalta el trabajo como un mediio de desarrollo de vida y de libertad para quienes la realizan como se hara al conformar la cooperativa asociativa de trabajo entre los cultivadores de la comunidad. Tambien, se incluye el comercio justo en el que se resalta la igualdad de oportunidades y el cuidado del medio ambiente, lo cual se vera enmarcado en la idea de negocio planteada ya que se crea una nueva oportunidad para las personas dandoles una responsabilidad en la produccin de sus cultivos. Por ltimo, se incluye el negocio inclusivo puesto que este tiene como objetivo mejorar la calidad de vida de las personas asi como el ambiente, lo cual se ve reflejado en que al implementar esta oportunidad las ganancias podran ser justas y equitativas para todos los integrantes de la cooperativa generando a su vez una participacin activa de toda la comunidad.

CADENA DE VALOR

La cadena de valor inicia con los insumos necesarios para el desarrollo de este proceso de innovacin que estn enmarcados dentro del mbito tecnolgico con la utilizacin de tractores para arado del suelo y el talento humano para la vigilancia o desarrollo del proceso.

La transformacin se podra entender como el desarrollo propio de la metodologa de Biolabranza que inicia con un proceso de arado del suelo para la mezcla de la capa contaminada con la capa de suelo en buen estado (con cepas bacterianas degradadoras), despus, la adicin de nutrientes para promover la accin de bacterias que degradan esta clase de pesticidas haciendo una inoculacin acompaada de una mezcla constante del terreno.

El comercio hace referencia a la forma en que se va desarrollar la prestacin del servicio de degradacin para finalmente ser consumido o contratado por las personas interesadas o las organizaciones.

COMPETITIVIDAD Y EMPRENDIMIENTO

Partiendo de la definicin de produccin mas limpia como una estrategia integrada de prevencin ambiental con el objetivo de reducir riesgos para los seres humanos y para el medio ambiente, al implementar con xito la idea de negocio sugerida, se incrementara la competitividad de la empresa, asi como de quienes hagan uso de los servicios que esta presta garantizando una viabilidad econmica que termina finalmente una independencia y una estabilidad debido a que es un proyecto propio de la comunidad involucrada.

RESPALDO ESTATAL

Poltica Nacional de Produccin Ms Limpia. Convenio de Rtterdam: Sobre el Consentimiento Fundamentado Previo Aplicable a Ciertos Plaguicidas y Productos Qumicos Peligrosos Objeto de Comercio Internacional. Ley 590 de 2000 Por la cual se dictan disposiciones para promover el desarrollo de las micro, pequeas y medianas empresas. Ley 29 de 1990 que es el marco que regula las disposiciones para el fomento de la investigacin cientfica y desarrollo tecnolgico y la promocin de empresas basadas en innovacin y desarrollo tecnolgico. LEY 1014 DE 2006 De fomento a la cultura del emprendimiento.

BIBLIOGRAFA

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ANEXOS

Anexo 1. rbol de problemas

Anexo 2. Tabla Anlisis de Involucrados