S.19 Tratamiento de fermentación con ácido láctico (LAF) (Tecnología emergente)
La fermentación con ácido láctico (LAF, por sus siglas en inglés) es una opción de tratamiento biológico que utiliza bacterias del ácido láctico (LAB, por sus siglas en inglés) con capacidad para formar cantidades significativas de ácido láctico y, de esa manera, ayudar a inactivar los patógenos del lodo fecal. Las LAB son fáciles de obtener y pueden elaborarse a partir de melaza, leche y bebidas probióticas.
El ácido láctico, en su forma disociada, puede penetrar en las membranas celulares e inactivar y destruir los agentes patógenos. La inactivación de los agentes patógenos se desencadena cuando la concentración alcanza entre 20 g a 30 g de ácido láctico, aproximadamente, por litro de lodo fecal. Esto corresponde a una disminución del pH. Las condiciones de pH inferiores a 4 conducen la inactivación del patógeno.
Medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia. Un valor de pH inferior a 7 indica que es ácido, un valor de pH superior a 7 indica que es básico (alcalino).Consideraciones de diseño
Se recomienda que el tratamiento de LAF se lleve a cabo en condiciones de lote en recipientes herméticos (contenedor o cámara). El tamaño del recipiente puede variar en función de la cantidad y la frecuencia del lodo generado. Las LAB se cultivan en un inóculo antes de añadirlas al lodo fresco. El inóculo para el primer lote es una mezcla de leche (99,8 %) y LAB de, por ejemplo, Yakult (0,02 %) que se ha mezclado y almacenado a temperatura ambiente durante 48 horas. Para los lotes posteriores, el lodo tratado puede utilizarse como inóculo. Para el proceso biológico, el inóculo se añade inicialmente al tanque en una proporción del 10 % del peso húmedo total del lodo. El lodo fecal fresco se bombea al recipiente y se recircula para obtener una mezcla homogénea de lodo fresco e inóculo. Luego, el lodo se almacena por un periodo de 2 semanas, durante el cual se controla el pH diariamente para garantizar que el lodo producido esté higienizado.
Medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia. Un valor de pH inferior a 7 indica que es ácido, un valor de pH superior a 7 indica que es básico (alcalino).Materiales
El tratamiento de LAF necesita un recipiente, preferiblemente hermético, ya que las LAB son más eficaces en condiciones anaeróbicas. Sin embargo, las LAB son aerotolerantes, por lo que pueden utilizarse tanques abiertos si no se dispone de un recipiente hermético. Para conseguir una mezcla homogénea dentro del recipiente, se necesita una bomba de recirculación. El tipo de bomba depende del espesor del lodo. Se puede utilizar una bomba de diafragma para los lodos líquidos, mientras que para los lodos más espesos se puede utilizar una bomba de tornillo o una bomba de vacío. Además, se necesita un suministro inicial de leche y una bebida probiótica para preparar la melaza de LAB. Para controlar el nivel de pH y los patógenos del recipiente, se necesita un kit de análisis de agua.
Medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia. Un valor de pH inferior a 7 indica que es ácido, un valor de pH superior a 7 indica que es básico (alcalino).Aplicabilidad
El tratamiento de LAF se considera una tecnología emergente que aún no se ha utilizado ampliamente en situaciones de emergencia. Sin embargo, los primeros proyectos piloto y estudios son prometedores: cada vez hay más pruebas que sugieren que el tratamiento de LAF puede ser una opción adecuada para la fase de respuesta inmediata, debido a su breve duración (alrededor de 2 semanas), a que el proceso es relativamente sencillo y a que se usan materiales fáciles de conseguir. Puede aplicarse como opción de tratamiento en el lugar para letrinas de pozo y tipo trinchera S.1 , S.3 et S.4 .
Operación y mantenimiento
Se requiere un mantenimiento regular de las bombas, en especial debido a la naturaleza corrosiva del lodo tratado. Para cada nuevo lote de lodo fecal, una cantidad inicial de lodo del lote anterior debe permanecer en el recipiente del reactor como inoculante para la producción de LAB en el lodo.
Salud y seguridad
La melaza, la leche o la LAB no suponen ningún riesgo significativo para la salud. Sin embargo, debe tenerse en cuenta el uso de equipos de protección personal (EPP) adecuados al manipular el lodo tratado, ya que el producto final puede no estar suficientemente tratado y seguir conteniendo agentes patógenos.
Costos
El tratamiento de LAF se considera una opción de tratamiento relativamente económica. Los costos pueden variar en función de la disponibilidad y el precio de los materiales locales. Para tratar 1m3 de lodo fecal se necesita una cantidad inicial de 100 l de leche y 200 ml de una bebida probiótica. Para los lotes posteriores, el lodo tratado puede utilizarse como inóculo.
Consideraciones sociales
Es necesario utilizar EPP y capacitar al personal implicado para garantizar el correcto funcionamiento de la tecnología.
Key decision criteria
Productos de entrada
Productos de salida
Fase de respuesta
| Respuesta inmediata | + + |
| Estabilización | + |
Condiciones del terreno difíciles
| Adecuado |
Nivel de aplicación
| Vecindario | + + |
Tecnologías al agua y en seco
| Seco |
Nivel de gestión
| Público | + + |
Complejidad técnica
| Mediana |
Espacio necesario
| Bajo |
Objetivos/características principales
Puntos fuertes y débiles
- La reducción de patógenos es alta (se eliminan 6 fases logarítmicas de E. coli; es decir, el recuento de patógenos es 1 millón de veces menor)
- El proceso es sencillo y utiliza materiales fáciles de conseguir: melaza y LAB
- El lodo producido tiene un alto contenido en ácido láctico (30 g/l) y puede utilizarse como inóculo para lotes posteriores
- Tiempo de tratamiento medio es de 2 semanas (15 días)
- Se trata de un proceso biológico, por ende, es susceptible a las condiciones ambientales
- Se requieren altas temperaturas (30 °C, idealmente)
- El lodo producido es ácido (pH 4)
- No se produce estabilización y es necesario un tratamiento posterior adicional del lodo
