Por Marycarmen Verduzco-Garibay / Ciencia Amateur
Las vinazas tequileras son residuos líquidos generados durante la producción de tequila, y a diferencia de las vinazas de caña de azúcar, estas han recibido poca atención científica, lo que dificulta comprender plenamente su impacto.
En Jalisco, la práctica de verter vinazas tequileras en los suelos agrícolas es común debido a su bajo costo y los beneficios potenciales que tiene para los cultivos. Sin embargo, también presenta riesgos ambientales.
Las vinazas contienen nutrientes y materia orgánica que pueden mejorar el suelo, pero su uso excesivo o sin tratamiento adecuado puede tener un impacto negativo en el ambiente.
Medición de vinazas tequileras
En el Tecnológico de Monterrey, se realiza una investigación en colaboración con la industria tequilera para evaluar el impacto de diferentes dosis de vinazas tequileras sobre el suelo y las plantas de agave. Esto busca generar datos que permitan transitar hacia modelos de bioeconomía circular.
Jalisco es el principal productor de tequila en México, con una producción estatal de 598.7 millones de litros en 2023. La producción de tequila en el estado se lleva a cabo en 158 empresas, que incluyen grandes, medianas, pequeñas y microempresas.
Las grandes empresas son responsables del 83% de la producción total, generando diariamente un promedio de 5,683 metros cúbicos de vinaza. En total, las 158 empresas producen alrededor de 2.5 millones de metros cúbicos de vinazas al año, lo que equivale a 6,846.4 metros cúbicos diarios [1].
Bagazo y vinaza
El proceso de producción de tequila genera dos residuos principales: bagazo y vinaza.
El bagazo es un residuo sólido que se produce al extraer el jugo de las piñas del agave cocido, mientras que la vinaza es un residuo líquido que proviene del proceso de destilación de la fermentación del jugo [2].
Por cada litro de tequila producido, se generan 1.4 kg de bagazo y entre 10 y 12 litros de vinaza [2]. El bagazo suele convertirse en composta y se utiliza en las plantaciones de agave.
Sin embargo, el 80% de las vinazas se descargan directamente a ríos, arroyos, lagos y canales o en sistemas de alcantarillado municipales, e incluso directamente en el suelo sin tratamiento previo.
Existen métodos para reducir los efectos contaminantes de la vinaza, como la digestión anaerobia, la producción de proteínas para alimento del ganado, la concentración por evaporación e irrigación de suelos [2].
La irrigación en suelo es el método más común ya que requiere una inversión inicial menor y no requiere tecnológicas complejas.
Impacto ambiental de las vinazas
Las vinazas son un subproducto complejo, ya que contienen:
- Alto contenido de materia orgánica
- Nitrógeno, fósforo y magnesio
- Un pH bajo
- Altas temperaturas
- Una gran cantidad de sólidos
- Compuestos difíciles de biodegradar
- Altas concentraciones de potasio y metales pesados [2,3].
Algunos de sus efectos negativos incluyen:
- La acidificación del suelo, causada por el bajo pH de la vinaza
- La salinización, debido a la acumulación de iones como sodio, potasio, calcio y magnesio
- Alteraciones estructurales en el suelo [4,6].
- La concentración de nutrientes en el suelo (como nitratos y nitrógeno amoniacal) puede ocasionar que estos se filtren hacia el agua subterránea, contaminando fuentes de agua potable.
Además, las vinazas pueden reducir la penetración de luz en los cuerpos de agua, lo que disminuye la actividad fotosintética y los niveles de oxígeno promoviendo la eutrofización, un proceso en el que el exceso de nutrientes provoca el crecimiento descontrolado de microorganismos que consumen el oxígeno disponible, dejando poco para otras formas de vida acuática, lo que puede provocar la muerte de peces[4].
A nivel global, la irrigación con vinazas es una práctica común para mejorar la calidad del suelo y fertilizar los campos agrícolas. En la industria tequilera, esta práctica también es habitual, ya que permite reciclar agua y nutrientes esenciales, como nitrógeno y fósforo, y reduce parcialmente la necesidad de fertilizantes minerales.
No obstante, la aplicación excesiva de vinazas puede tener efectos negativos sobre la fertilidad del suelo y la calidad del agua [3,5,6].
Comunidades microbianas en suelo
Las comunidades microbianas del suelo, compuestas por bacterias y hongos, desempeñan un papel clave en la descomposición de la materia orgánica y en la liberación de nutrientes.
La aplicación de vinazas puede alterar estas comunidades, modificando procesos bioquímicos importantes, como la conversión de nitratos, la fijación de nitrógeno y el aumento del pH del suelo.
Sin embargo, estudios previos han demostrado que la aplicación de vinazas puede aumentar las poblaciones de bacterias y hongos beneficiosos, como los hongos micorrícicos, que ayudan a las plantas a acceder a nutrientes esenciales [4,7,8].
Es necesario realizar más investigaciones sobre el impacto específico de las vinazas tequileras en los suelos agrícolas. La calidad del suelo debe evaluarse a través de parámetros físicos, químicos y biológicos para obtener una visión integral de su salud [9].
En este contexto, es urgente establecer protocolos de buenas prácticas y límites máximos permisibles para la aplicación de vinazas, lo que contribuiría a minimizar su impacto ambiental.
Norma para irrigación de vinazas
Actualmente, se desarrolla la Norma Ambiental Estatal para regular el transporte, tratamiento y disposición de vinazas en Jalisco. Esta normativa incluirá regulaciones sobre la aplicación de vinazas en suelos, con el fin de preservar la calidad del suelo y prevenir la contaminación de los recursos hídricos.
Para ello, se están llevando a cabo estudios sobre el comportamiento de los suelos antes, durante y después de la aplicación de vinazas. Los resultados de esta investigación permitirán establecer nuevas regulaciones sobre las concentraciones y dosis máximas permitidas, facilitando una transición hacia prácticas agrícolas más sostenibles.
Dado el alto interés tecnológico de este proyecto, se logró obtener apoyo de un fondo estatal y de investigación interna del Tecnológico de Monterrey.
Esto permite que actualmente se pueda evaluar la aplicación de diferentes dosis de vinazas tequileras en un campo de agave durante un año, simulando lo más posible las condiciones reales de aplicación, tomando en cuenta parámetros fisicoquímicos del suelo, mediciones en las plantas y el comportamiento de las comunidades microbianas, con el fin de entender su papel en las rutas metabólicas de degradación de nutrientes.
Esta investigación permitirá generar datos clave para desarrollar prácticas agrícolas más responsables y sostenibles en la industria tequilera.
Referencias
- Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Territorial. (2019). Estrategia para el cumplimiento del sector Industrial en Jalisco. (Informe inédito). Documento técnico proporcionado por SEMADET.
- Yin, J., Deng, C.-B., Wang, X.-F., Chen, G., Mihucz, V. G., Xu, G.-P., & Deng, Q.-C. (2019). Effects of Long-Term Application of Vinasse on Physicochemical Properties, Heavy Metals Content and Microbial Diversity in Sugarcane Field Soil. Sugar Tech, 21(1), 62–70.
- Jiang, Z.-P., Li, Y.-R., Wei, G.-P., Liao, Q., Su, T.-M., Meng, Y.-C., Zhang, H.-Y., & Lu, C.-Y. (2012). Effect of Long-Term Vinasse Application on Physico-chemical Properties of Sugarcane Field Soils. Sugar Tech, 14(4), 412–417.
- Moran-Salazar, R. G., Sanchez-Lizarraga, A. L., Rodriguez-Campos, J., Davila-Vazquez, G., Marino-Marmolejo, E. N., Dendooven, L., & Contreras-Ramos, S. M. (2016). Utilization of vinasses as soil amendment: Consequences and perspectives. SpringerPlus, 5(1), 1007.
- Torres, M. A., Valdez, A. L., Angelicola, M. V., Raimondo, E. E., Pajot, H. F., & Nieto-Peñalver, C. G. (2023). Vinasse as a substrate for inoculant culture and soil fertigation: Advancing the circular and green economy. Science of The Total Environment, 887, 164014.
- Sanchez-Lizarraga, A. L., Arenas-Montaño, V., Marino-Marmolejo, E. N., Dendooven, L., Velazquez-Fernandez, J. B., Davila-Vazquez, G., Rodriguez-Campos, J., Hernández-Cuevas, L., & Contreras-Ramos, S. M. (2018). Vinasse irrigation: Effects on soil fertility and arbuscular mycorrhizal fungi population. Journal of Soils and Sediments, 18(11), 3256–3270.
- Yang, S.-D., Liu, J.-X., Wu, J., Tan, H.-W., & Li, Y.-R. (2013). Effects of Vinasse and Press Mud Application on the Biological Properties of Soils and Productivity of Sugarcane. Sugar Tech, 15(2), 152–158.
- Tejada, M., Moreno, J. L., Hernandez, M. T., & Garcia, C. (2007). Application of two beet vinasse forms in soil restoration: Effects on soil properties in an arid environment in southern Spain. Agriculture, Ecosystems & Environment, 119(3), 289–298.
- Dexter 2024 (pendiente completar esta cita)
Autora
Marycarmen Verduzco-Garibay. Estudiante del Doctorado en Ciencias de la Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey.
Revisor científico
Este artículo fue asesorado por Misael Sebastián Gradilla-Hernández, director asociado del Departamento de Tecnologías Sostenibles y Civil en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey, campus Guadalajara. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel 1 por CONAHCYT.
