Resíduos Agroindustriais

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Revista Sistemas Ambientales, Vol. 2, No 1, 2008 págs. 44-50 
UTILIZACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES 
 
Barragán Huerta Blanca E, Téllez Díaz Yolotli Azucena, Laguna Trinidad Adriana 
 
Laboratorio de Residuos Peligrosos. Departamento de Ingeniería en Sistemas Ambientales. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. 
Av. Wilfrido Massieu S/N, Unidad Profesional Adolfo López Mateos. Mexico D.F. bbarraga59@yahoo.com 
 
RESUMEN 
 
Durante algunos procesos agroindustriales se generan subproductos o residuos y si ellos no reciclados o procesa-
dos apropiadamente, generan diversos problemas ambientales. Algunos son quemados o vertidos en rellenos 
sanitarios produciendo una gran liberación de dióxido de carbono, contaminación de cursos de aguas, molestias 
por presencia de olores, proliferación de ratas, moscas y otros insectos, etc. Su eliminación supone un problema 
de gestión para las empresas productoras. Sin embargo, estos materiales son fuentes especialmente atractivas por 
su contenido en compuestos químicos (como azúcares, pigmentos, fibra alimentaria, proteína, polifenoles, ligni-
na, etc.) y pueden ser potencialmente útiles cuando se les transforma mediante tratamientos químicos o micro-
biológicos en productos de elevado valor añadido. La utilización de residuos agrícolas en procesos de remedia-
ción de suelos y tratamiento de efluentes ha sido también de gran interés y varios procesos han sido reportados. 
 
Palabras clave: Desechos agroindustriales, biorremediación, adsorción. 
 
ABSTRACT 
 
By-products or wastes are generated from some agro-industrial processes and if they are not recycled or treated 
properly, they generate several environmental problems. Some of them are burned or spilled in landfill site gene-
rating carbon dioxide, pollution of water resources, annoyances by off-odor, proliferation of rats or insects, etc. 
Their elimination usually supposes a problem of management for the producing companies. However, these 
materials are especially attractive sources by their content in several chemical compounds (like sugars, pigments, 
nourishing fiber, protein, polyphenols, lignin, etc.) and they can be potentially useful when they are transformed 
by means of chemical or microbiological treatments into products of high added value. The use of agricultural 
waste in soil bioremediation processes and effluent treatment has been also of great interest and several 
processes have been reported. 
 
Key word: Agroindustrial waste, bioremediation, adsorption, Dalbergia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilización de residuos Barragán, Téllez y Laguna 
45 
 
RESIDUOS AGROINDUSTRIALES COMO 
FUENTE DE PRODUCTOS DE INTERÉS 
COMERCIAL 
 
La biotecnología permite la bio-conversión de resi-
duos agroindustriales en productos de interés co-
mercial mediante procesos de extracción directos o 
de transformación por química o microbiológica 
(Moldes y col., 2002). 
 
Además del interés económico que ello supone para 
la producción de productos de mayor valor añadido 
(enzimas, proteína unicelular, pigmentos, antibióti-
cos, etc.), la utilización de subproductos agroindus-
triales tiene incidencia en la preservación de la 
calidad del medio ambiente, al considerar el desa-
rrollo de tecnologías orientadas hacia una transfor-
mación sustentable de los recursos naturales. 
 
La búsqueda de materias primas de bajo coste y 
fácil adquisición que puedan ser utilizados como 
sustratos fermentables (fuentes de C o N) constitu-
ye uno de los retos más interesantes de la biotecno-
logía actual (Rivas y col., 2004). 
 
En este sentido, existe un gran número de subpro-
ductos de la agroindustria que podrían ser utilizados 
como sustratos no convencionales; entre estos sub-
productos destacan los del sector vitivinícola. Por 
su composición, el sarmiento de vid es clasificado 
como un material lignocelulósico (MLC) y como 
tal, presenta un gran potencial como materia prima 
para la obtención de disoluciones de azúcares 
(Hidalgo, 1991) útiles en procesos de fermentación. 
 
La producción de ácido láctico puede abordarse por 
vía química a partir de acetaldehído, el cual se hace 
reaccionar con ácido cianhídrico para obtener lac-
tonitrilo, el cual se hidroliza a ácido láctico. Por vía 
biotecnológica, el acido láctico se obtiene simple-
mente inoculando el medio constituido por azúcares 
y algunos nutrientes y una vez establecidas las 
condiciones de operación se lleva a cabo la fermen-
tación. 
 
Se han utilizado desechos de la uva pomace como 
fuente exclusiva nutritiva para la fermentación y 
producción de enzimas hidróliticas (celulasas, xila-
nasas y pectinasas) usando Aspergillus awamori. El 
precio bajo de este material lo hace potencialmente 
prometedor para tales usos. (Botella C. y col., 
2005). 
 
Los biosurfactantes que se han utilizado para la 
bioremediación o agentes terapéuticos (Banat y col, 
2000; Singh y Cameotra, 2004), también se obteni-
do a partir de residuos agroindustriales como alter-
nativa al uso de sustratos no renovables (Makkar y 
Cameotra 2004, Deleu y Paquot 2004). 
 
En México, en el jimado del Agave tequilana para 
la fabricación del tequila, se desechan las pencas 
que representan el 50 % de la planta cosechada. Si 
se considera que la cantidad promedio de plantas 
fue de 48,733,192 en los últimos 6 años (SAGAR-
PA y CRT, 2005), se han generado una cantidad 
aproximada de 1,096, 672 toneladas de pencas 
como residuos. Los productores del agave tequilero 
han dado diferentes usos a los desperdicios genera-
dos en este sector. 
 
Algunos de los usos que se han reportado en parti-
cular para el aprovechamiento de las hojas (pencas) 
o partes de éstas son (Parra y Macias , 2001): 
 
• Pencas: para la elaboración de la barbacoa; 
como tejas para cubrir techos de casas; como 
canales para recolectar agua de lluvia; como 
antiinflamatorio para golpes, heridas y lesiones 
internas; como leña o combustible 
• Cutícula de las pencas tiernas: para envolver 
los mixiotes 
• Fibras de las hojas: para cordelería, jarcería y 
cestería; lazos, ayates, cepillos, escobetillas, es-
tropajos; como forraje de animales; uso orna-
mental 
• Compostaje de las hojas para elaborar abono 
orgánico (fertilizante) 
 
Más recientemente, los residuos de fibras y extrac-
tos de hojas se han usado para la fabricación de 
materiales compuestos y resinas termoplásticas 
(Tronc y col., 2007); y para la extracción de ligni-
nas, productos esteroides (saponinas), etanol, celu-
losa glucósidos 
 
Recientemente en un estudio de Romero-González 
y col. (2007) se investigó la capacidad de biosor-
ción de las hojas del agave tequilana al Pb(II), en-
contrando que tiene una alta capacidad de biosor-
ción en comparación con lo que se ha reportado en 
la literatura con materiales similares. 
También se han sido realizado estudios con las 
pencas desechadas (Laguna-Trinidad y col. 2008) 
con el fin de utilizarlas en la elaboración de fibras 
(Figura 1). 
 
 
Revista Sistemas Ambientales, Vol. 2, No 1, 2008 págs. 44-50 
Fig. 1 Fibras de las pencas de Agave tequilana 
Weber. Foto: Adriana Laguna Trinidad 
 
Los residuos de la madera de Dalbergia congesti-
flora Pittier, generados en la elaboración de artesan-
ías, han sido utilizados para la obtención del colo-
rante púrpura Neocandenatona (Figura 2) que 
presenta alta estabilidad al pH y a la temperatura 
(Barragán y col 2002; Barragán y col 2004), e indu-
ce una mortalidad del 92% de células cancerosas 
tipo He-La a concentraciones de 31.36 �g/mL 
(Ramón-Gallegos y col, 2006). 
 
 
Fig 2. Colorante obtenido de los residuos de la 
madera de Dalbergia congestiflora 
 
Este pigmento presenta cambios de color con el pH 
y en presencia de metales y ha sido utilizado para la 
tinción de fibras naturales (Figura 3) y sintéticas 
(Muñoz Villanueva, 2006) (Laguna Trinidad, 
2008). 
 
 
 
Fig. 3 Fibras de agave teñidas con Neocandenatona. 
Foto: Adriana Laguna Trinidad. 
 
Desechos agroindustriales en procesos debiode-
gradación de contaminantes 
 
Adicionalmente, en las últimas décadas del siglo 
XX, la contaminación del ecosistema se ha hecho 
un asunto de gran preocupación internacional. La 
contaminación ambiental se debe principalmente a 
las industrias químicas y procesos finales de agri-
cultura, así como efluentes de áreas urbanas por 
mencionar unos cuantos. 
 
Como una consecuencia de industrialización del 
hidrocarburo de petróleo como la fuente de energía 
(Faber y Krieg, 2002) han causado la exploración 
extensa de nuevas fuentes de petróleo crudo para 
encontrar un líder mundial. 
Las consecuencias negativas asociadas a estas acti-
vidades han sido la contaminación del ambiente 
sobre todo por derrames y accidentes (Thouand y 
col., 1999, Okoh y col, 2002 y Okoh, 2006). 
 
La industria petrolera ha causado grandes proble-
mas al medio ambiente por lo que se han realizado 
experimentos para evaluar el empleo de algunos 
desechos agroindustriales como apoyos en cultivos 
de estado sólido para la biodegradación de petróleo. 
Varios estudios han hecho sobre el uso potencial de 
materiales de composta en la biodegradación de 
agentes contaminadores químicos (Tabla 1). 
Tabla 1. Residuos Agroindustriales utilizados en la 
remoción de contaminantes 
 
 
 
También, Meyer y Steinhart (2000) usado la micro-
flora autóctona de la mezcla de suelo/composta 
para evaluar sus efectos sobre la biodegradación de 
alquitrán rico en aceite PAHS en un material de 
suelo complementado con la composta en condicio-
nes aeróbicas. 
 
En México (Trejo-Hernandez y col, 2001) demos-
traron que la composta residual en Agaricus bispo-
rus del campo es una fuente potencial de lacasa que 
podría hacerse una alternativa de dirección rentable 
superflua para algunos compuestos fenólicos. 
 
En el tratamiento biológico de desechos peligrosos, 
han recomendado al empleo de materiales de apoyo 
orgánicos. Esta estrategia, que ha sido usada ha 
reducido problemas de contaminación en gran esca-
la, por otro lado la adición de materiales lignoce-
lulósicos aumentan la retención de agua y la poro-
sidad de suelos contaminados. 
Pérez y col. 200460% Bagazo de cañaTPH’S
Barragán y col, 2007,68% CaféDDT
Residuos agroindustriales usados como soportes y fuentes de 
carbono en remoción de contaminantes 
Morgan et al., 1993 35% Hoja de trigo 3,4-dicloroanilina 
Ruiz-Aguilar y col 
2002 
70% CompostaPCB
Chavez-Gomez, 200372% Bagazo de cañaFenantreno 
Mendoza-Cantú y col.
2000 
45% Bagazo de caña Pentaclorofenol
 
67% 
Remoción 
Molina-Baraona, 2004Mazorca de maíz Diesel 
Aslam et al, 2004Paja de trigo Plaguicidas 
AAuuttoorr RReessiidduuoo CCoonnttaammiinnaannttee 
Utilización de residuos Barragán, Téllez y Laguna 
47 
 
 
Dentro de este contexto, distintos materiales (el 
musgo de turba, la roca volcánica, la composta, la 
paja, el bagazo, etc.) ha sido usado para acelerar la 
degradación de compuestos tóxicos (Rao y col, 
1995). 
 
En los estudios de cultivo en estado sólido es 
común usar materiales lignocelulósicos, ya que 
ellos favorecen el crecimiento microbiano sobre la 
superficie y dentro de la matriz sólida como conse-
cuencia de su porosidad, a la baja de la retención 
creciente de agua, y el favoritismo de la transferen-
cia de gas (Lonsane y col., 1985). 
 
El empleo potencial de hongos comestibles de la 
podredumbre blanca de la madera y ectomicorr-
hizas, ya ha mostrado su excelente participación en 
la biodegradación de diferentes contaminantes 
como el fenol, clorofenol, anilinas, pesticidas, nitro-
tolueno e hidrocarburos (Breitung y col., 1996, 
Plestch y col., 1999 y Trejo-Hernandez y col. 
2001). 
 
Diferentes autores demostraron que la adición de 
composta madura en los procesos de bioremedia-
ción acelera la biodegradación y la estabilización de 
compuestos tóxicos (Benoit y Barriuso, 1995, Cole 
y col., 1995 y Hupe y col., 1996) 
 
El empleo de desechos sólidos en la biodegradación 
de hidrocarburo es una alternativa prometedora a 
tratamientos de restauración biológica de suelo. 
 
Aunque su efecto sobre la biodegradación de hidro-
carburo no sea conocido, su porosidad que facilita 
la aireación y la retención de agua hace su empleo 
atractivo. 
 
También, desechos orgánicos sólidos como la com-
posta gastada y desechos de bagazo de caña de 
azúcar son un soporte y una fuente adicional de 
microorganismos, asì como de sustancias nutritivas 
(N y P) que aceleran la degradación de hidrocarbu-
ro. 
 
Estos materiales han mostrado ser relevantes en la 
aceleración de biodegradación de contaminantes 
(Rodríguez-Vázquez y col 2006) no sólo debido a 
su microflora nativa, sino también debido a sus 
actividades enzimáticas. 
 
El grano verde de calidad inferior ha sido utilizado 
(Barragán-Huerta y col, 2007) como soporte y co-
mo fuente de nutrientes en la biodegradación de 
plaguicidas organoclorados (Figura 4). 
 
 
Fig 4. Microfotografia de grano verde de café a 
4500x. Cortesia Ma Esther Sánchez 
Desechos agrícolas como adsorbentes. 
 
Finalmente, gran variedad de desechos agrícolas 
han sido utilizados como adsorbentes de compues-
tos tóxicos. 
 
El carbón activado es el adsorbente mas utilizado 
por ser altamente eficiente para la remoción de 
muchos elementos traza en el agua, pero su alto 
costo prohíbe su aplicación a gran escala, además 
de los problemas que presenta en cuanto a su dispo-
sición una vez que ha sido usado. 
 
Los desechos agrícolas representan recursos natura-
les no utilizados y en algunos casos presentan serios 
problemas de disposición, de ahí que se busquen 
alternativas para convertirlos en productos útiles. 
Entre ellos el aserrín ha merecido diversos estudios 
para la remoción de contaminantes tales como colo-
rantes, sales y metales pesados a partir de agua y 
efluentes acuosos (Shukla y col., 2002). 
 
Las paredes celulares del aserrín consisten princi-
palmente de celulosa y lignina, además de muchos 
grupos hidroxilos provenientes de taninos u otros 
compuestos fenólicos. Esos grupos a un pH apro-
piado son intercambiadores iónicos efectivos. 
 
La lignina (Figura 5), un componente de la madera 
es un material polimérico construido de anillos 
aromáticos con cadenas laterales de tres carbonos 
(unidades fenilpropanoides). La interacción con 
estos compuestos da la capacidad de adsorción de 
la madera hacia compuestos orgánicos (Kubicki y 
Apitz, 1999). 
 
Revista Sistemas Ambientales, Vol. 2, No 1, 2008 págs. 44-50 
Fi
g. 5. Modelo de adsorción del naftaleno en la ligni-
na (Tomado de Kubicki y Apitz, 1999). 
 
En un estudio realizado para la eliminación de co-
bre con aserrín de mango se encontró que el tamaño 
de partícula más apropiado para la adsorción fue de 
100 mm, logrando una eficiencia de adsorción del 
81% en una solución que contenía 17 mg L-1 de Cu 
(II) a pH de 6, 25 °C y 50 g L-1 de aserrín (Ajmal y 
col., 1998). Los parámetros de adsorción fueron 
calculados utilizando los modelos de Freundlich y 
de Langmuir . 
 
Adachi y col.,(2001a), realizaron un estudio de 
remoción de 22 diferentes plaguicidas en concen-
traciones de 50 �g L-1 utilizando fibra de arroz (1-
10g L-1), con eficiencias de remoción del 22.2% al 
98.8% en un tiempo de contacto de 1.5 h a pH de 
7.0. 
 
Se observó que los plaguicidas con alta lipoficidad 
(baja solubilidad) son más fácilmente removidas 
por la fibra de arroz. La capacidad de remoción fue 
similar a la del carbón aún cuando la superficie fue 
considerablemente menor (0.14 m2 g-1 vs 300 m2 g-
1. Los autores comprobaron que la mayor adsorción 
se debe a la presencia de los cuerpos grasos de la 
fibra (esferosomas). 
 
En otro estudio (Adachi, 2001b), se determinó la 
eficiencia de remoción de bentonita, caolín, tierra 
de diatomáceas, arcilla ácida japonesa, suelo y fibra 
de arroz para 12 compuestos organoclorados. Se 
determinó que la fibra de arroz era el adsorbente 
más efectivo. 
 
Gupta y col., (2002), usaron residuos de la industria 
azucarera (bagasse fly ash),para la remoción de 
lindano y malatión. Para un tiempo de contacto de 
60 min a pH de 6 la remoción fue de 97-98%. Re-
sultados similares se obtuvieron utilizando DDT y 
DDE. La eficacia de varios adsorbentes como 
carbón de madera, gránulos de caucho, y los ma-
crohongos sajor caju y florida fue ensayada para la 
remoción de los plaguicidas 2,4-D y atrazina a 
partir de agua. 
 
Se encontró que en general los tiempos en los cua-
les se alcanza el equilibrio están entre 60 y 240 
minutos. La eficiencia de remoción de 2,4-D y 
atrazina en una concentración inicial de 4 mg/L fue 
de 92% y 95% con carbón, 78.4% y 82.8% con 
gránulos de caucho y alrededor de 60% para los 
hongos sajor caju y florida respectivamente (Alam 
y col., 2000). 
 
Se ha encontrado que los desechos de grano verde 
de café tienen una capacidad de adsorción del pla-
guicida organoclorado DDT similar a la del carbón 
granular (Barragán, 2006). 
 
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