Estudio señala medidas para minimizar riesgos del uso de aguas residuales en la agricultura familiar

El reaprovechamiento del agua procedente de sanitarios para producir biofertilizante en pequeñas propiedades rurales es una práctica extendida en toda América Latina

Por Karina Ninni  |  Agência FAPESP – Debido a su facilidad de implementación, el sistema de reutilización del agua procedente de sanitarios para producir biofertilizante en pequeñas propiedades rurales es adoptado en Brasil y países vecinos mediante fosas sépticas biodigestoras (FSB). Este sistema consiste en tres tanques de mil litros cada uno, dispuestos en secuencia. Los dos primeros se encargan de la digestión anaerobia, mientras que el último sirve para el almacenamiento del efluente final. El reservorio se utiliza de acuerdo con la frecuencia de riego de los cultivos por parte del productor rural. El tiempo de retención del líquido en el sistema varía entre 25 y 35 días.

Sin embargo, el uso de FSB plantea preocupaciones en cuanto a la seguridad sanitaria, ya que el contacto con el líquido puede abrir vías de exposición a enfermedades transmitidas por el agua, especialmente durante su aplicación, que suele realizarse con baldes, regaderas o mangueras directamente sobre el suelo, sin el uso de equipos de protección individual ni el aislamiento del área irrigada. Para manipular el líquido, se recomienda el uso de calzado cerrado, guantes de goma, mascarilla y gafas de protección. También se aconseja aislar el área del sistema para evitar que personas y animales pisen las tapas de los tanques, lo que podría provocar su ruptura.

“En Brasil existen miles de sistemas instalados, y también se observa una expansión de su uso en toda América Latina. Vemos con buenos ojos una tecnología social fácil de construir”, señala Adriano Luiz Tonetti, profesor de la Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Estatal de Campinas (Fecfau-Unicamp), en el estado de São Paulo, Brasil, y coautor de un artículo publicado en la Environmental Monitoring and Assessment. “Lo que cuestionamos es la idea de que el efluente sea considerado un biofertilizante que pueda aplicarse superficialmente con una regadera o una manguera, o incorporarse al suelo simplemente esparciéndolo sobre él.”

“Realizamos una visita en los alrededores de Campinas y vi a un agricultor aplicando el efluente en un árbol de guayaba. Recorrimos la propiedad y, al regresar al mismo lugar, había un perro acostado en el suelo, al pie del guayabo. Probablemente bebió esa agua, se revolcó allí y luego pudo haber entrado en la casa y tenido contacto con un niño. Si en esa agua hay un patógeno, se habrán creado todas las condiciones para cerrar su ciclo”, advierte el investigador.

Con el objetivo de minimizar los riesgos de esta práctica, la ingeniera ambiental Caroline Kimie Miyazaki, de la Fecfau-Unicamp, realizó en su maestría una evaluación cuantitativa de riesgo microbiológico para estimar la probabilidad de infección en distintos escenarios de exposición asociados al uso del sistema. Bajo la dirección de Tonetti, también propuso modificar la salida del último tanque: en lugar de entregar el líquido a través de un grifo, sugirió que se distribuya mediante una tubería enterrada por debajo del nivel del suelo.

Otra recomendación es eliminar una de las etapas del método tradicionalmente asociado al sistema: la adición de heces bovinas con agua en el primer tanque cada 30 días. Según las pruebas realizadas por el grupo de investigación de Tonetti, esta práctica no altera la eficacia del biofertilizante al final del proceso, y la manipulación de ese material constituye la principal vía de contaminación para los agricultores.

Una última propuesta de los autores se refiere al tamaño de los tanques utilizados en el sistema y, en consecuencia, al tiempo que tarda el efluente en pasar del primer al último tanque. “En teoría, el líquido permanece alrededor de un mes en este conjunto de tres tanques, considerando que una persona utiliza entre 10 y 15 litros de agua al día al accionar la descarga. Una familia de cuatro personas genera aproximadamente 60 litros diarios. Pero los tanques son de mil litros, y esto es otra cuestión que estamos cuestionando: ¿realmente es necesario que el líquido permanezca un mes? Ya estamos trabajando con tanques de 500 litros, que son mucho más baratos, y hemos reducido el tiempo de permanencia del líquido en el sistema.”

La FAPESP apoyó el trabajo mediante un Auxilio a la Investigación Regular.

Riesgos

El estudio de caso se llevó a cabo en Campinas, donde un programa social municipal implementó 136 unidades de fosas sépticas biodigestoras (FSB) para familias rurales. Paralelamente, la Unicamp inició un programa de monitoreo que incluyó la recolección y el análisis de Escherichia coli, con el objetivo de identificar posibles riesgos de contaminación y proponer mejoras.

Para evaluar los riesgos, los grupos expuestos se definieron en las siguientes categorías: trabajadores, niños, comunidad local y familia. También se adoptó un parámetro de ocupación de 3,5 personas por vivienda. Las vías de exposición consideradas en los escenarios se basaron en la ingestión accidental del efluente, del suelo o de heces. El cálculo de la dosis ingerida se adaptó a cada escenario, teniendo en cuenta sus particularidades.

Los científicos mapearon seis escenarios de exposición asociados al uso del sistema: ingestión durante actividades de mantenimiento de la FSB (incluida la adición de heces bovinas frescas); ingestión durante actividades de riego superficial con el efluente; ingestión durante actividades recreativas tras el riego con el efluente; contacto indirecto a través de objetos después del riego con el efluente; actividades recreativas o uso del agua tras el escurrimiento del efluente de la FSB hacia un cuerpo de agua superficial; y consumo de agua subterránea tras la contaminación causada por la aplicación del efluente de la FSB en la superficie del suelo.

Para cada escenario, se realizaron simulaciones basadas en 19 parámetros, como la fracción de transferencia mano-boca, el volumen de suelo ingerido por un niño, la fracción de cepas patógenas infecciosas, la frecuencia de las actividades y la presencia de E. coli en el efluente final.

De acuerdo con organismos internacionales, existen dos criterios ampliamente utilizados para evaluar la aceptabilidad del riesgo para la salud en este tipo de actividades: uno es el nivel anual de riesgo de infección y el otro es el DALY (Disability-Adjusted Life Year), que combina en un solo indicador los años de vida perdidos por muerte prematura y los años vividos con una condición que reduce la calidad de vida, representando un “año de vida saludable perdido” para una persona o población.

Los escenarios de “adición de heces bovinas” y “riego superficial” superaron el valor mínimo de riesgo anual promedio de infección (por persona y por año) considerado como aceptable. En el 95 % de las simulaciones, el primer escenario excedió el valor de referencia, lo que corresponde a 44 infecciones por persona cada cien años. Los resultados indican que la exposición de los trabajadores a heces frescas mediante contacto directo constituye una vía de contaminación potencialmente peligrosa. En cuanto al número de DALYs, este escenario fue nuevamente el más crítico: solo uno de los casos se mantendría dentro del valor recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS). En el segundo escenario, el 99 % de los casos supera el valor de referencia.

Seguridad

Según los científicos, el objetivo del trabajo fue hacer que el método sea más seguro desde el punto de vista sanitario. “Propusimos que de la última caja salga un tubo completamente perforado, enterrado a unos 30 cm por debajo del nivel del suelo, rodeado de grava. El líquido se infiltrará en el suelo sin entrar en contacto con el agricultor, con los niños que eventualmente circulen por el terreno ni con los animales”, resume Tonetti. Según él, su orientada Miyazaki logró demostrar que, si el riego se realiza por debajo del nivel del suelo, es posible alcanzar un nivel de riesgo de contaminación aceptable según cualquier entidad nacional o internacional.

Además de la seguridad del trabajador y su familia, también está la cuestión de la seguridad microbiológica de los alimentos. “La pregunta que todos se hacen es si el patógeno que eventualmente esté en esa agua puede llegar a la planta. Ya investigamos eso. La relación entre el tamaño del patógeno y el poro de la raíz de la planta es totalmente desproporcionada: es como beber un refresco con una pajilla y, de repente, intentar tragar un elefante. El patógeno no pasa por la raíz; es demasiado grande. Por eso también desaconsejamos totalmente el uso de regaderas y mangueras en la aplicación del fertilizante. Para que sea segura, debe aplicarse por el subsuelo”, afirma Tonetti.

El artículo Risk assessment of a septic tank variant used for the blackwater treatment puede leerse en: link.springer.com/article/10.1007/s10661-025-14530-4.