Fique como bioinsumo

67 %
33 %
Information about Fique como bioinsumo

Published on September 29, 2014

Author: anamallama

Source: slideshare.net

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Biotecnología del fique

BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL ESTUDIO DE CASO: NARIÑO “UTILIZACIÓN DEL FIQUE COMO ALTERNATIVA DE BIORREMEDIACIÓN” ANA JULIA MALLAMA GOYES ANA JULIA MALLAMA GOYES LENY ANDREA PORTILLA I. JESSIE NADENKA SAÑUDO MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

EL FIQUE y LA BIORREMEDIACIÓN Los desechos agrícolas del fique se convierten hoy en día en un grave problema ambiental a causa de su naturaleza química y a su lenta biodegradación tan pronto se producen. Del fique solo se aprovecha un 4% en la producción de cabuya y el 96% restante corresponde a los mal llamados desechos que ocasionan efectos negativos sobre las fuentes de agua cercanas a los sitios de producción, suelos, fauna acuática y terrestre. En el departamento de Nariño los residuos obtenidos del beneficio del fique están siendo subutilizados, se desconoce el verdadero valor de estos residuos, los cuales son sin ser sometidos a procesos biotecnológicos que permitan su aprovechamiento como insumos orgánicos agrícolas, etanol, biogás o materias primas para nuevos productos comerciales, con lo cual estos residuos ANA JULIA dejarían MALLAMA de ser GOYES un desperdicio contaminante y pasarían a ser una materia MAESTRÍA prima EN DESARROLLO con valor económico SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

BIORREMEDIACIÓN La biorremediación es una tecnología emergente que utiliza organismos vivos (plantas, algas, hongos y bacterias) para absorber, degradar o transformar los contaminantes y retirarlos, inactivarlos o atenuar su efecto en suelo, agua y aire La biorremediación le da una ayuda al medio ambiente en la mejora de los ecosistemas dañados, acelerando dichos procesos naturales. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES VENTAJAS: • Optimiza un proceso natural • Utiliza microorganismos y organismos propios del ambiente • Utilizable solo para bajos niveles de contaminantes • Se pueden modificar genéticamente para hacerlos mas eficientes.

PRODUCCIÓN DE FIQUE

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES PROCESO DE EXTRACCIÓN DEL FIQUE 1. Corte 2. Destune 3. Despalmado 4. Desfibrado 5. Fermentado 6. Lavado 7. Sacudido 8. Secado 9. Empaque

PROBLEMAS AMBIENTALES En el departamento se producen aproximadamente 103.000 ton/año de jugo de fique que actualmente no se aprovechan y están contaminando suelos y fuentes de agua. Del desfibrado del fique queda un 96 % de residuos y subproductos que se desechan. De ese valor el jugo constituye el 70% El jugo contiene saponinas y alcaloides que causan la muerte de peces y organismos acuáticos. En investigaciones se demostró que el 50% de las truchas mueren a una concentración de 1 ppm y el 100% a 3 ppm. ANA JULIA MALLAMA GOYES El jugo del fique es mas toxico que el mancozeb (fungicida) y que el propanil (herbicida) MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

PROBLEMAS AMBIENTALES El jugo y el bagazo de fique tienen lenta y compleja biodegradación por lo que no pueden ser utilizados en alimentación animal (imposible asimilación) o como enmiendas directas al suelo. El desfibrado llevado a cabo en los mismos cultivos genera biosólidos que son desaprovechados y que provocan atracción de moscas, contaminación de cuerpos de agua superficial por escorrentía y contaminación de aguas subterráneas por filtración y lixiviación. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO DEL FIQUE

EL JUGO DE FIQUE COMO BIOINSUMO Se ha identificado que el jugo de fique tiene gran actividad biocida que se pueden utilizar en el control biológico de muchos patógenos de importancia económica en los principales cultivos nariñenses. La aplicación del jugo de fique para control de enfermedades siempre se ha realizado de manera artesanal por los agricultores, quienes han comprobado de manera empírica su efecto. Los agricultores mencionan su uso como repelente, fertilizante, herbicida, fungicida, liquido edáfico y liquido con propiedades curativas en enfermedades foliares. Preparación artesanal de Herbicida A una caneca plástica adicionar 1/3 de su volumen con hojas de fique finamente picadas, adicionar 500 gramos de urea y completar la caneca con agua. Mezclar y dejar tapado por 15 días. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

ELABORACIÓN ARTESANAL DE BIOPLAGUICIDAS ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

COMPOSICIÓN DEL JUGO DE FIQUE El extracto de fique tiene una densidad media de 1,02 kg/L y su pH varía entre 4 y 5 Está compuesto principalmente por agua, celulosa, materia orgánica y minerales como potasio, calcio, fósforo, urea - nitrógeno, celulosa, sacarosa, proteínas, esteroides, saponinas y sapogeninas 85 % Agua 6 % Celulosa (D-glucosa) 8 % Materia orgánica y amorfa 1% Minerales El jugo de fique posee microorganismos propios. Rodríguez et al. (2010) encontró un total de 67 morfotipos (23 levaduras y 44 bacterias) ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES Alcaloides Flavonoides Saponinas Taninos Cumarinas Esteroides Quinonas

Bacillus megaterium M48 CONTROLANDO Phytopthora infestans De los 67 se encontró que 8 morfotipos bacterianos y 5 levaduriformes presentan la mejor actividad biocida contra Phytopthora infestans , siendo la mas eficiente Bacillus megaterium M48 ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES Tizón tardío o gota de la papa (Phytopthora infestans) Pudrición algodonosa del lulo (Colletotrichum gloesporoides) Antracnosis del tomate de árbol (Sclerotinia sclerotiorum)

Bacillus megaterium M48 CONTROLANDO Phytopthora infestans El principal limitante del cultivo de la papa es la gota o tizón tardío, enfermedad causada por el fitopatogeno Phytopthora infestans , el cual llega a causar perdida de hasta el 100% cuando se presentan condiciones optimas para su desarrollo. Su control implica continuas aplicaciones de productos químicos y sistémicos para su control (12 durante el ciclo de cultivo) incrementando costos de producción, impacto ambiental y social (enfermedades). ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

Bacillus megaterium M48 CONTROLANDO Phytopthora infestans En laboratorio: Inicialmente se aislaron las bacterias presentes en el jugo de fique y se evaluó el antagonismo contra P. infestans, de ellos se seleccionó el aislado con mayor inhibición para ser utilizado posteriormente en la fermentación del jugo de fique. B. megaterium M46 ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

Se demostró que si se dejaba fermentar el jugo de fique con Bacillus megaterium M48 y se su eficacia en el control biológico de Phytopthora infestans era superior al utilizar el producto sin fermentar. Además no se requiere de la adición de fuentes de carbono o nutrientes adicionales. Inhibicion de P. infestans 84, 81 %. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

La utilización de este bioinsumo para prevenir la gota de la papa a nivel in vitro se constituye en una posible alternativa para controlar la enfermedad en campo y para disminuir la aplicación de productos químicos que afectan la salud de los animales, los humanos y el medio ambiente. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

OTROS USOS DE LOS RESIDUOS DE FIQUE 1. Obtención de polihidroxialcanoatos: De los suelos contaminados con desechos de fique se ha podido obtener Bacillus micoide y Bacillus megaterium para la producción plástico biodegradable o biopolimeros (PHAs). 2. Producción de biogás (metano): Se obtiene mediante la utilización de bagazo de fique, bacterias ruminales y lodo de estiércol de cerdo. El bagazo del fique es un excelente sustrato para los microorganismos productores de biogás. El lodo, subproducto de la digestión anaerobia puede utilizarse también como acondicionador de suelos. 3. Producción de alimentos para animales: Investigaciones han permitido el uso del bagazo de fique en forma de ensilados como alimento para animales rumiantes. El bagazo de fique posee alta densidad energética y bajos niveles de pH que permite un fácil proceso de ensilaje mediante la utilización de bacterias anaerobias. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

4. Obtención de etanol: El jugo de fique puede ser utilizado como etanol debido al alto contenido de azucares presentes en este residuo. Este alcohol sirve de base para la fabricación de bebidas alcohólicas y como alternativa de los combustibles fósiles. Para su obtención es necesario llevar a cabo un proceso fermentación, agregándole al jugo un microorganismo que pueda sobrevivir en la acidez del fluido (Saccharomyces sp). 5. Uso del extracto de fique como coadyuvante de coagulación en tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales. Igualmente actúa como inhibidor de olores y catalizador en la recuperación de aguas. 6. Uso del extracto de las hojas de fique como coadyuvante de coagulación en el tratamiento fisicoquímico de lixiviados parcialmente depurados provenientes de rellenos sanitarios. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

7. Eliminación de colorantes del agua: Las fibras de fique fueron usadas como el soporte ideal para depositar y fijar nanopartículas de óxido de manganeso, un compuesto químico que ayuda a eliminar los colorantes utilizados por la industria textil. La acción conjunta del fique y el óxido de manganeso degrada los colorantes sin absorberlos, un avance significativo para el tratamiento de aguas residuales, pues la mayor parte de las técnicas (como el uso de carbón activado) consisten en absorber las sustancias tóxicas, mas no destruirlas. ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

CONCLUSIONES En Colombia y en Nariño la industria del fique es una gran generadora de residuos, y de no hacerse un uso adecuado de su deposito final, terminaran afectando fuentes hídricas y suelos cercanos a los lugares donde son cultivados. Debido a sus altos contenidos de saponinas y fenoles, estos biosólidos ocasionan efectos negativos sobre fuentes de agua ya que producen reacciones químicas que hacen desoxigenar las fuentes hídricas ocasionando graves daños a la fauna acuática y flora existentes, además de atraer plagas como insectos. Los desechos generados durante el beneficio del fique, ocasionan un problema ambiental, debido a que son descartados directamente al medio ambiente, por ello se hace necesario continuar investigando e implementando procesos biotecnológicos basados en el uso del fique y sus subproductos. Los residuos del fique como jugos y bagazos apoyados en procesos de biotecnológicos ANA JULIA MALLAMA GOYES permiten tratar aguas MAESTRÍA residuales, EN DESARROLLO lixiviados, mejorar SOSTENIBLE suelos, Y MEDIO controlar AMBIENTE plagas agrícolas y producir bioetanol , biogás, biopolimeros y alimentos para animales. UNIVERSIDAD DE MANIZALES

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA ANA JULIA MALLAMA GOYES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES http://agroindufique.blogspot.com/ http://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/2008519105246_BULLETS_CADEFIQUE_2008.pdf http://www.scielo.org.co/pdf/bsaa/v11n1/v11n1a12.pdf http://www.unicauca.edu.co/biotecnologia/ediciones/vol10- 1/UTILIZACION%20DEL%20SUBPRODUCTO%20DE%20FIQUE.pdf http://alternativasagroindustrialesdelfiq.blogspot.com/ http://agrofiquelaflorida.blogspot.com/2010/08/agroindustria-del-fique.html Martínez, Fernando; Parra Zhaira. (2011). Evaluación in vitro del efecto de jugo de fique (furcraea gigantea vent.) fermentado con Bacillus megaterium M46 comtra Phytophtora infestans (Mont.) de Bary. (Tesis pregrado). Universidad de Nariño, Colombia http://www.upb.edu.co/pls/portal/PORTAL.wwv_media.show?p_id=36563107&p_settingssetid=4&p_set tingssiteid=0&p_siteid=234&p_type=basetext&p_textid=36563108 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=37023183004 http://www.scielo.org.co/pdf/biote/v14n2/v14n2a10.pdf http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-13105655

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