La lenteja de agua: dos caras de un mismo problema

Introducción

Desde los últimos 30 años, las aguas del Lago Titicaca sufren un proceso acelerado de eutrofización como consecuencia de un mal manejo de las aguas residuales de la ciudad. Producto de ello, la Lemna gibba se ha ido reproduciendo exponencialmente formando una inmensa alfombra verde en la bahía interior del Lago.

La Lemma gibba, conocida como lenteja de agua, pertenece a la familia Araceae, de origen cosmopolita, tiene pequeñas hojas ovaladas de color verde oscuro, con pequeñas raíces y vive en colonias formadas por 3 ò 4 individuos.

Su tamaño es muy reducido, alcanzando de 2 a 4 mm de longitud y 2 mm de ancho. Es una de las especies de angiospermas más pequeñas que existen en el reino de las plantas (Raven et al. 1971). La lenteja de agua es una planta monoica, con flores unisexuales. Las flores masculinas están constituidas por un solo estambre y las flores femeninas consisten en un pistilo formado por un solo carpelo.

Es una planta con distribución universal. Se ha encontrado en varias regiones de los hemisferios norte y sur, incluyendo América, Europa, Asia, Australia y Nueva Zelanda. Se encuentra principalmente en charcos de agua dulce, ciénagas, lagos y ríos calmados (Armstrong 2003).

Su rápida proliferación en cuerpos de agua naturales hace que estas plantas no sean demasiado apreciadas pues crecen muy rápido, y se convierte en una plaga.

Esta abundancia origina que las especies fotosintetizadoras no tengan un desarrollo adecuado al no recibir la radiación solar en las zonas más profundas. Por ello se califica a la lenteja de agua como un organismo negativo, que debe ser erradicado.

Sin embargo en vez de buscar su eliminación, estrategia de por sí muy difícil, se debería pensar en una alternativa en la que pueda ser utilizada en beneficio de las mismas aguas del lago, y de la misma población. Ennabili et al. (1998) indica que la lenteja de agua debe ser cosechada durante la estación de crecimiento y puede ser utilizada para diferentes usos.

Algunos de estos usos pueden ser el abonamiento de pasturas, complemento en la alimentación de otras especies como cerdos o peces, como alternativa rica en proteínas forrajeras, la producción de compost que luego puede ser utilizado para la producción de hortalizas. Se ha cultivado espinaca y acelga con tratamiento de compost de lenteja de agua y fertilizante químico, no encontrándose diferencias estadísticas (Manchuria & Aruquipa, 1996). Mbagwu & Adenini (1988), analizando diferentes tipos de Lemna concluyeron que puede ser un buen complemento en la dieta alimentaria de ganado y peces.

Estudios realizados indican también que la lenteja de agua, puede ser una planta para acumular metales pesados.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

• Conocer las Implicancias de la contaminación del Lago Titicaca

• Describir la importancia de la lenteja de agua en procesos de biorremediaciòn de aguas como las de la bahía interior del lago Titicaca.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Considerar algunas soluciones a la problemática que generan los vertimientos de aguas servidas.

• Exponer otras alternativas de uso de la lenteja de agua

Desarrollo

El Lago Titicaca, es el lago navegable más alto del mundo. La altura promedio de sus aguas es de 3, 809 metros sobre el nivel del mar. Sus azules aguas reflejan el cielo como un espejo, bueno, al menos eso es lo que debería reflejarse, sin embargo en sus orillas y cada vez de manera más extensa se observa una capa verde que despide un fétido olor al secarse.

Desde hace varios años atrás esto se constituye en una preocupación creciente, puesto que el incontenible crecimiento de las "lentejas de agua", cubre la superficie del lago en buena parte de la zona aledaña a la ciudad de Puno y el muelle turístico.

Actualmente es una de las problemáticas socio ambientales críticas del país, tanto por su magnitud, como por el progresivo incremento de su gravedad, debido a la falta de atención y ausencia de esfuerzos orientados a dar soluciones estructurales y efectivas. Esta contaminación, tiene raíz en las descargas de residuos a gran escala, afectando la forma y calidad de vida de los pobladores, así como zonas de alto potencial turístico. Al momento, sólo se han dado respuestas paliativas y momentáneas, como la limpieza de la "lenteja de agua", especie que prolifera explosivamente con la contaminación.

Las diminutas plantas aprovechan los nutrientes contenidos en los desagües de la ciudad que, en su totalidad, se vierten en el bellísimo lago. La "nata verde" crece agresivamente cubriendo con su manto grandes extensiones. La fuerte radiación solar propia de zonas altas, contribuye al desarrollo y proliferación de estas plantas. Para el caso de las "lentejas" se sabe que en apenas dieciocho horas pueden duplicar su volumen.

3.1. UN ASPECTO DEL DESEQUILIBRIO ECOLOGICO

¿Qué pasa en el Titicaca? La "capa verde" que se observa en los alrededores de Puno es sólo uno de los aspectos de los desequilibrios ambientales inducidos por el hombre. Este es un fenómeno que se denomina eutrofización, La eutrofización es el proceso por el cual una masa de agua, debido al exceso de nutrientes, origina una biomasa que puede contribuir a la desaparición del oxígeno en las aguas y su posterior desecación que es un proceso de desajuste producido por el vertido de los desagües a los lagos y lagunas.

Bueno, estamos aquí ante un diminuto "aguerrido" y sorprendente vegetal acuático que prolifera en aguas dulces y calmas, saturadas de desagües, como las orillas del lago Titicaca, por ejemplo. Las flotantes y "voraces" plantitas se alimentan con los nutrientes contenidos en las aguas servidas. Unas tras otras van apareciendo hasta dar vida a ese fenómeno conocido y visto como una "marea verde".

Una nata espesa, una fétida capa, un peligroso "tapete" capaz de asfixiar la vida. ¿Estamos frente a una plaga? ¡Sí! Plaga que a la vez podría resultar un beneficio.

Los desagües domésticos son la suma de materia orgánica, con detergentes que contienen azufre y fósforo (el fósforo limita la productividad de los ecosistemas acuáticos), además de otros fertilizantes inorgánicos. Este caldo primario resulta un excelente "medio de cultivo" para las algas y pequeñas plantas flotantes que constituyen la base de la cadena trófica.

Empieza a presentarse la proliferación de la materia vegetal generada por las aguas negras, y como consecuencia la concentración de oxigeno disminuye y hay aumento de olores desagradables. La explicación es simple: hay demasiada "comida" disponible y pocos "comensales". El equilibrio ecológico se ha roto.

Los consumidores (especies de fauna) no pueden procesar toda la materia-energía del nivel de los productores (algas, plantas, etc.). En este caos ciertas especies de flora ganarán más terreno que otras. Tal es el caso de las "lentejas". La eutrofización deteriora la calidad de las aguas y hace desaparecer especies de flora y fauna que requieren aguas frías, limpias y bien oxigenadas.

3.2. RESOLVIENDO PROBLEMAS

Las plantas acuáticas, denominadas también macrofitas, cumplen un papel muy importante en los ecosistemas acuáticos. Brindan directa o indirectamente alimento, protección y un gran número de hábitats para muchos organismos de estos ecosistemas. Muchas de estas plantas son útiles para el ser humano, puesto que sirven de alimento, son materia prima para la industria y se usan en procesos de biorremediación, ya que pueden absorber algunas sustancias disueltas y brindar oxígeno mediante la fotosíntesis. Sin embargo, en algunos cuerpos de agua artificiales podrían crear problemas, porque pueden interferir con el uso que le da el hombre a esa agua al obstruir su flujo o la navegación y al crear ambientes propicios para plagas, enfermedades y vectores que afectan la salud humana (Cook y Gut 1974).

Las macrofitas ocupan diversas zonas de los ecosistemas acuáticos. Dentro del grupo de plantas flotantes es frecuente observar en lagunas o en las áreas de flujo lento en ríos y quebradas la planta denominada Lemna gibba, conocida comúnmente como lenteja de agua o duckweed (Roldán 1992).

"Las problemáticas "lentejas de agua" bien pueden: "cosecharse, secarse y ser utilizadas como un concentrado proteico de muy alto valor, mayor incluso que la soya, en la alimentación animal. Esta base de alimentos falta en la región de Puno".( Ing. Wolfgang Oldenburg, representante de la empresa Actividades Multimodales Internacionales s.a. (Amisa).

Para Oldenburg la solución al problema generado por los desagües en el Titicaca sería: "derivar las aguas servidas a alguna zona del lago, donde en forma racional se puede cultivar, cosechar y procesar estas lentejas y de esta forma aprovechar lo necesario y obligatorio, con lo útil".

En definitiva se trata, de una suerte de fenómeno de eutrofización controlado. "Copiar" los procesos naturales en beneficio de todos. Utilizar las herramientas con que cuentan nuestras especies de flora, para exterminar al deterioro y recuperar el ambiente.

3.3. UTILES ALIADAS

A lo largo y ancho del planeta la "marea verde", como la generada por las "lentejas" o "lemna", aniquila lentamente cuerpos de agua. Más no sólo esto. Se está demostrando que no existe mayor aliada en la cruzada para la descontaminación y reciclaje, del líquido del que depende la vida, que una "marea" de "lentejas" bien controlada. ¡Así es! "Tomamos un proceso de seis millones de años y empezamos a limpiar con él". Tal es el lema que reza en un folleto distribuido, en nuestro país, por Amisa. Dicha publicación revela los logros obtenidos por la Corporación Lemna (empresa de eco-tecnología con sede en Minnesota, Estados Unidos) en el tratamiento de aguas residuales utilizando, justamente, las Lemna, o "lentejas". Esta empresa norteamericana ha patentado un sistema mediante el cual se aprovecha a la diminuta planta flotante para purificar los desagües.

Ocurre que en Norteamérica son cada vez más severas las restricciones impuestas por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) para las descargas de efluentes. Así, las ciudades más pequeñas que no pueden asumir los costos de plantas de tratamiento convencionales vuelven los ojos hacia sistemas naturales, más eficientes.

Hoy diversos puntos de los Estados Unidos son sede de experiencias que demuestran la viabilidad de las "lentejas" para "limpiar" los desagües de su carga de materia orgánica, elementos químicos y algunos metales pesados, tanto de zonas urbanas como de empresas.

A la cabeza de ésta eco-iniciativa se encuentra el ingeniero Viet Ngo. Nacido en Vietnam pero con formación profesional en los Estados Unidos, Ngo es inventor del sistema que con poca inversión permite grandes resultados. Desde los años ochenta viene investigando y estudiando el inmenso potencial de las Lemna o "lentejas", y alrededor de esta especie de flora ha construido su pujante empresa.

El experto se inclina hoy a pensar en las plantitas más como un cultivo alimenticio alternativo que como purificadores del agua. Su compañía ha avanzado notablemente en el estudio de los nutrientes de este inmenso "tesoro verde". Y no sólo esto.

En 1983 Viet Ngo ingeniero vietnamita afincado en Estados Unidos fundó Lemna, compañía para comercializar su propio sistema natural de tratamiento de aguas servidas, usando la planta acuática conocida como "lenteja de agua". Cuando esta crece sin control puede convertirse en una plaga y causar desequilibrios ecológicos, como ocurre por ejemplo en el lago Titicaca. Pero Ngo domina y controla el crecimiento y así descontamina y recicla el agua eficientemente. Con esta tecnología de bajo costo, opera en 16 países con 300 instalaciones. Muchas ciudades vienen optando por sistemas naturales para descomponer la materia fecal, los gérmenes patógenos, ciertos elementos químicos y hasta metales pesados. No se derrocha el agua, se la reutiliza para riego o, como hace Lemna, para convertir sus instalaciones en hermosos jardines y parques acuáticos que invitan al paseo y al goce estético.

En el Perú, son 02 las especies de lenteja de agua: la Lemna gibba y la Wolffia, existe referencia que esta planta habría llegado a superar las 400 toneladas de materia húmeda por hectárea, en condiciones favorables, con temperaturas que van de 18 grados centígrados hasta los 40; lo que significa alrededor de 9,500 kilos de proteína vegetal por hectárea, no se tiene referencias en que tiempo; pero dado su particular poder de reproducción debe ser bastante rápido (unos 06 meses a confirmar).

Ya a mediados de la década de los cincuenta, algunos científicos demostraron que el valor nutritivo de diversas especies de la lenteja de agua era superior al alimento de aves de corral utilizado por los granjeros checoslovacos; luego se demostraría que las aves de corral preferían en una proporción de 1,45 a 1,00 las lentejas frescas que la harina de alfalfa utilizada.

El contenido nutricional de esta planta acuática en materia seca es de:

– Humedad : 9,0 %

– Proteína cruda : entre 32,0 y 38,0 %

– Grasa : 3,9 %

– Fibra : 15,9 %

– Ceniza : entre 11,0 y 15,0 %

– Extracto libre de nitrógeno : 22 %;

Las especies de Lemnna gibba y L. minor son de distribución universal. Se ha encontrado en varias regiones de los hemisferios norte y sur, incluyendo América, Europa, Asia, Australia y Nueva Zelanda.

Se encuentra principalmente en cuerpos de agua dulce, ciénagas, lagos y ríos calmados (Armstrong 2003).

Con frecuencia el hierro es un elemento limitante para su adecuado desarrollo. Pueden además tolerar un rango de pH amplio, siendo el óptimo entre 4,5 y 7,5 (Rook 2002).

Usos

Alimentación para animales

Las plantas acuáticas tienen alto valor proteico y pueden constituirse en un complemento muy importante en la alimentación de animales domésticos (Chará 1998).

Si las plantas acuáticas son cultivadas en aguas residuales, pueden ser utilizadas para la alimentación de animales, siempre y cuando las aguas tratadas no contengan sustancias tóxicas, y si éste es el caso, la biomasa obtenida podría utilizarse para producir metano, por medio de la digestión anaerobia (Olguín y Hernández 1998).

La lenteja de agua alcanza niveles de proteína hasta un 38% de su biomasa. Este contenido proteico, junto con su alta palatabilidad y su facilidad de suministro, la hace ideal para alimentación de cerdos, aves o ganado (Chará 1998).

Lemna minor se ha ensayado como alimento para patos domésticos (duckweed significa maleza para patos) y los resultados en aumento de peso y producción de huevos fueron comparables al suplemento proteínico usual, con la ventaja de presentarse una disminución de un 25% en los costos de alimentación (Bui et al. 2002).

También la lenteja de agua ha sido utilizada en México con el fin de alimentar cerdas gestantes y lechones, reemplazando la proteína proveniente de torta de soya en un 80%, con muy buenos resultados en producción. En Venezuela se usa conjuntamente harina de pescado con Lemna minor y Azolla filiculoides en raciones para cerdos (Chará 1998).

Tratamiento de aguas residuales y fitorremediación

Las macrofitas acuáticas han sido consideradas por varios autores como una plaga debido a su rápido crecimiento, ya que en ocasiones llegan a invadir lagunas, represas, canales de riego y generan varios problemas, al interrumpir el flujo del agua, propiciar eutrofización y crear ambientes para la crianza de vectores de enfermedades (Zambrano 1974, Cook et al. 1974). Sin embargo, si las plantas acuáticas se manejan adecuadamente, su poder de proliferación, capacidad de absorción de nutrientes y bioacumulación de contaminantes del agua las convierten en una herramienta útil en el tratamiento de aguas residuales.

Según Olguín y Hernández (1998), las características que deben contar las plantas acuáticas usadas para el tratamiento de las aguas residuales son las siguientes: alta productividad, alta eficiencia de remoción de nutrientes y contaminantes, alta predominancia en condiciones naturales adversas y fácil cosecha.

Zayed (1998) investigó el potencial de la lenteja de agua para acumular Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Se. Los resultados demostraron que, en condiciones experimentales de laboratorio, la planta resultó ser un buen acumulador de Cd, Se y Cu, un acumulador moderado de Cr y pobre acumulador de Ni y Pb. Las concentraciones más altas de cada elemento acumulada en los tejidos de la lenteja de agua fueron de 13,3 g Cd / kg, 4,27 g Se / kg, 3,36 g Cu / kg, 2,87 g Cr / kg, 1,79 g Ni / kg y 0,63 g Pb / kg. Se concluye en el estudio que la lenteja de agua tiene un buen potencial para la remoción de Cd, Se y Cu de aguas residuales contaminadas con estos elementos, ya que puede acumular concentraciones altas de ellos. Su rápido crecimiento la hace una planta apropiada para actividades de fitorremediación.

El 2 de febrero del 2012, Día Mundial de los Humedales, el lago Titicaca fue declarado como "Lago Amenazado 2012" por las organizaciones Global Nature Fund (Alemania) y Living Lake (EEUU). Entre los factores que contribuyen a esta situación están "la minería formal e informal, el mal recojo y tratamiento de la basura y los desagües provenientes de la ciudad de Puno", sin embargo la contaminación más alta "se encuentra en la bahía de Cohana – Bolivia."

Un estudio de la Universidad Nacional Agraria La Molina, apunta en relación a la Lemna que debido a "la eficacia de este organismo para crecer en condiciones difíciles, […] su manejo puede ser una alternativa para disminuir el proceso de eutrofización del lago.".

El futuro es incierto para la conservación del lago Titicaca, pero mientras haya gente que tenga el interés de hacer algo por él, seguirá habiendo esperanza.

Estas plantas, que durante años se mantuvieron sobre la superficie y que eran retiradas de manera mecánica, finalmente han provocado la desaparición de la flora y la fauna lacustre.

La existencia de fósforo y nitrato (desechos fecales) en la bahía es consecuencia directa del colapso de las dos lagunas de oxidación adonde van a parar los desechos de los puneños que cuentan con el servicio de desagüe. Estos reservorios están ubicados en la isla de Espinar, al extremo sur, y a la salida de la ciudad de Puno. Fueron construidos afanosamente con la idea de tratar las aguas de los desagües de los habitantes en los años ochenta. Se escogió ese lugar porque estaba alejado del centro de la ciudad.

Nunca se pensó que las lagunas de oxidación iban a terminar siendo un problema. Hoy, los 28 mil 687 hogares con servicio de desagüe expulsan sobre el Titicaca 150 litros por segundo de aguas residuales. "Esa es la razón por la cual ha desaparecido la flora y fauna del lago. Y las pocas aves que quedan están desapareciendo de a pocos.

El colapso de las dos lagunas no solo es un atentado para el ecosistema del Titicaca, también es un problema de salud pública. Cientos de familias de 15 barrios asentados frente a la isla Espinar respirarán los fétidos olores que brotan de las lagunas y que la brisa del lago empuja como ventilador hasta sus hogares. Cuando el calor es intenso y las corrientes de aire soplan con fuerza, el mal olor llega hasta el mismo centro de la ciudad. 

Una mirada al pasado 

En los años ochenta la bahía interior del lago Titicaca era muy distinta. Entonces la calidad de agua del lago era tan buena que se trataba de una verdadera fuente de vida. Peces nativos, como carachi, boga, pejerrey y suche, podían ser vistos y pescados a pocos metros de la orilla. Cientos de aves residentes y migratorias ofrecían todo un espectáculo al amanecer. Las parihuanas, de color blanco y rosado, patas largas y pico curvo, levantaban vuelo con los primeros rayos de sol en busca de alimento en los bofedales. Los patos graznaban y se desplazaban sobre la superficie del lago con absoluta libertad. El zambullidor del Titicaca nadaba y se zambullía a sus anchas. Los gansos andinos caminaban en pareja por las orillas. Por esos años también era común ver competencias individuales de natación en las aguas del lago. De aquellas escenas hoy no queda nada.

3.7. LAGO MILENARIO

El lago Titicaca, ubicado a casi 4.000 metros de altura ha sido por más de 3.500 años un foco importante de actividad humana. Se trata de un ecosistema fluvial endorreico, lo cual quiere decir que no evacua cantidades significativas de agua ni por desagüe superficial ni por infiltración, es decir, que evapora en su superficie toda el agua que colecta de su cuenca hidrográfica. Es por lo tanto un ecosistema que requiere de un manejo muy delicado de sus recursos hídricos.

En este contexto y durante el gobierno de Francisco Morales Bermúdez se creó en 1978 la Reserva Nacional del Titicaca, como área natural protegida con el objetivo de conservar la flora y fauna silvestre del lago. La situación en la Bahía de Puno desde ese entonces es ilustrativa de un problema que perdura hasta nuestros días: la iniciativa de encomendar exhaustivos estudios sobre daño ambiental y que solo conducen a la redacción compulsiva de leyes y reglamentos y a la creación de entes burocráticos, más no a la implementación de medidas que frenen el proceso de contaminación del lago.

En base a eso, ya desde la década de los noventas se llegó a reconocer que el lago Titicaca recibía múltiples descargas directas de la red de desagües de la ciudad de Puno, además de acoger la desembocadura de varios ríos que durante su recorrido iban acumulando desechos como los que hasta ahora desfilan por el río Torococha desde Juliaca, situación que generaba la presencia de nutrientes en las aguas que sirven de alimento a un tipo de alga acuática denominada "Lemna acuática"; o "lenteja de agua.

Ya en ese entonces, el único sistema de tratamiento de aguas residuales que tenía la ciudad de Puno había colapsado.

Conclusiones

La planta Lemna gibba presenta un gran interés desde el punto de vista evolutivo, ecológico y ambiental. En ella se hacen evidentes características propias de plantas que han evolucionado hacia formas muy simples y diminutas con el fin de aumentar sus probabilidades de sobrevivencia y reproducción en los ecosistemas acuáticos. Desde el punto de vista ecológico, se aprecia que, dadas sus interacciones con otras especies, puede considerarse como una especie clave en su hábitat, ya que, aunque tiene un tamaño muy reducido, por su rápido crecimiento puede competir exitosamente y excluir otras especies flotantes o sumergidas.

En el campo ambiental, se puede considerar como una especie valiosa en el tratamiento de aguas residuales, en la absorción de contaminantes, como complemento alimenticio para animales domésticos y para utilizarla en bioensayos con el fin de determinar el efecto negativo de sustancias tóxicas en el agua.

Los estudios realizados en varios países generan sin duda una gran motivación, que puede considerarse como una excelente opción para ayudar a lograr la sostenibilidad de los sistemas agropecuarios, disminuyendo tanto el suministro de insumos externos como la contaminación al medio ambiente. Su empleo en granjas y en plantas de tratamiento de agua en los municipios la convierte en un valioso elemento para la implementación de tecnologías limpias económica y ecológicamente sostenibles.

Bibliografía

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• 3. CIPAV. Disponible en: www.cipav.org.co/cipav/ confr/chara1.html

• 4. INSTITUTO GALLACH. 1984. Historia natural. Volumen V. Barcelona: Océano.

• 5. OLGUÍN, E. and E. HERNÁNDEZ. 1998. Use of aquatic plants for recovery of nutrients and heavy metals from wastewater. Vancouver. disponible: www.idrc.ca/industry/canada

• 6. PEDRAZA, G. 1997. Implementación y evaluación de un sistema de descontaminación de aguas servidas con plantas acuáticas. Maestría en Desarrollo Sostenible de Sistemas Agrarios. Universidad Javeriana-CIPAVIMCA. 89 p.

• 7. ROLDÁN, G. 1992. Fundamentos de limnología tropical. Medellín: Editorial Universidad de Antioquia. 529 p.

• 8. ROLDÁN, G. y L. F. ÁLVAREZ. 2002. Aplicación del Jacinto de agua (Eichhornia crassipes) para el tratamiento de aguas residuales y opciones de reuso de la biomasa producida. Revista Universidad Católica de Oriente. 15: 56-71.

• 9. ZAMBRANO, J. 1974. Las malezas acuáticas. Revista de la Facultad de Agronomía (LUZ). 2 (4): 87-94.

Autor:

Mariela Martha Tavera Aragón

CURSO: PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE

DOCENTE: DRA. ELIZABETH VARGAS ONOFRE

UNIVERSIDAD ANDINA "NESTOR CACERES VELASQUEZ"

ESCUELA DE POST GRADO

DOCTORADO EN SALUD PUBLICA

JULIACA, JUNIO DEL 2014.