Introducción

Las comunidades de Cerrillos, Sabana Bonita y Peñas Blancas se localizan en la subcuenca del río Jabonal de Esparza, Puntarenas, Costa Rica. Cuentan con una población estimada de 227 habitantes, quienes se dedican principalmente a la actividad ganadera, tanto de leche como de carne. Aproximadamente el 42 % del suelo de la subcuenca se utiliza para fines agropecuarios, principalmente ganadería, el 33 % y el 58 % restante posee cobertura boscosa. Los habitantes son productores, en su mayoría, de subsistencia (Chassoul 2015).

En estos poblados, como en la mayoría de las comunidades rurales de Costa Rica, el manejo de los residuos sólidos y líquidos está a cargo de las personas que los generan. Debido a esto, del total de residuos, el 73 % son quemados, el 24 % se entierran y el 3 % es dispuesto en lotes baldíos. También existe un inadecuado manejo de las aguas residuales de tipo ordinario generadas en las viviendas, así como de las aguas residuales de tipo especial provenientes de las queseras (vertidas directamente al terreno o a la quebrada); además, los residuos generados por los animales quedan en los potreros o son vertidos en la quebrada más cercana (Chassoul 2015).

Con la finalidad de ayudar en este y otros problemas presentes en dichos poblados, se diseñó el modelo de desarrollo rural endógeno sostenible (MDRES), enfocado en el manejo de residuos por medio de ecotecnologías y la generación de actividades productivas (Chassoul y Charpentier 2017). Entendiéndose como ecotecnia a los “instrumentos desarrollados para aprovechar eficientemente los recursos naturales y materiales, permitiendo la elaboración de productos y servicios, así como el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y materiales diversos para la vida diaria” (CDI 2016, 4).

Con la finalidad de ayudar en este y otros problemas presentes en dichos poblados, se diseñó el modelo de desarrollo rural endógeno sostenible (MDRES), enfocado en el manejo de residuos por medio de ecotecnologías y la generación de actividades productivas (Chassoul y Charpentier 2017). Entendiéndose como ecotecnia a los “instrumentos desarrollados para aprovechar eficientemente los recursos naturales y materiales, permitiendo la elaboración de productos y servicios, así como el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y materiales diversos para la vida diaria” (CDI 2016, 4).

Las biojardineras son una alternativa —con muy buenos resultados— para el tratamiento de aguas residuales provenientes de diferentes orígenes, como son las industrias, minas, casas y fincas (Brix y Arias 2006). En esta interactúan los componentes biológicos de las aguas residuales con las raíces de las plantas y la piedra haciendo que el sistema purifique el agua (Cubillo y Gómez 2017). En general, pueden tratar con eficiencia niveles altos, superiores al 80 %, de demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO), sólidos suspendidos totales (SST) y nitrógeno, así como niveles significativos de metales, trazas orgánicas y patógenos (UNI 2004; EPA 1993; Zhang, Gersberg y Keat 2009). Una vez que el agua contenga menos contaminantes, se puede reutilizar en el riego de jardines, patios y en usos agropecuarios, entre otros. También se puede infiltrar por medio de un drenaje o descargando en algún curso natural que exista en las cercanías.

La lombricultura es una forma de producir fertilizante orgánico o humus, realizado con la ayuda de la lombriz roja californiana. El humus es el producto resultante de la transformación digestiva en forma de excretas que realizan las lombrices sobre la materia orgánica que consume. Como abono orgánico tiene un excelente valor en nutrientes.

El objetivo de este trabajo es mostrar el resultado obtenido de la implementación del apartado de ecotecnologías del MDRES en viviendas de tres pequeñas comunidades ubicadas en la subcuenca del río Jabonal, como son Sabana Bonita, Cerrillos y Peñas Blancas, entre 2012 y 2015. La construcción de las ecotecnologías fue voluntaria y con la ayuda de la Asociación Pro Cuenca Río Jabonal y diversos proyectos de investigación y acción social de la Sede de Occidente de la Universidad de Costa Rica.

Materiales y métodos

Descripción del área de estudio

La zona presenta una precipitación media de 3200 mm por año, una temperatura anual media de 22 °C y una humedad relativa del 90 % (Ríos et al. 2006). Tiene dos épocas bien marcadas: la lluviosa, de mayo a diciembre y la seca, de enero a abril. El 42 % del suelo se utiliza para fines agropecuarios y el 58 % posee cobertura boscosa.

La subcuenca está compuesta por los poblados de San Jerónimo, Cerrillos, Sabana Bonita, Peñas Blancas, Zapotal y Carrera Buena. De estos, cuatro poblados pertenecen al municipio de Esparza, Puntarenas y dos al de San Ramón, Alajuela. En la figura 1, se muestra la ubicación de la subcuenca y específicamente los poblados de Cerrillos, Sabana Bonita y Peñas Blancas.

Figura 1
Ubicación de la subcuenca del río Jabonal y los poblados de Cerrillos,
Sabana Bonita y Peñas Blancas

Fuente: Universidad de Costa Rica-Programa de Gestión Ambiental Integral (PROGAI 2007).

Herramienta utilizada

Los resultados que se muestran en este artículo son el efecto de la aplicación del MDRES diseñado por Chassoul (2015), específicamente el apartado al manejo de residuos a través de ecotecnologías. Como ecotecnologías adecuadas para la zona, se propone el uso de biodigestores, biojardineras y compost. Para esto se aplicó el proceso descrito en la figura 2.

Una vez conocida la situación sobre el manejo de los residuos en los poblados, el diseño e implementación de ecotecnologías fue asumido por la Asociación Pro Cuenca Río Jabonal en trabajo conjunto con la Sede de Occidente de la Universidad de Costa Rica. Esto ayudó a que las comunidades implementaran diversas ecotecnologías que les permitieron mejorar el manejo que brindan a los residuos.

Figura 2
Proceso de aplicación del apartado de manejo de residuos del MDRES

Elaboración propia.

Es importante señalar que, aunque muchas personas mostraron una disposición al cambio, o sea, manifestaron el deseo de implementar tecnologías para el manejo de residuos, en algunos casos no se materializaron debido a las barreras de control como la falta de oportunidades, habilidades y recursos (Charpentier 2004); por tanto, fue de vital importancia el empoderamiento de los habitantes, que incluyó la superación de barreras por medio del desarrollo de competencias a través de capacitaciones o el aprender-haciendo durante las construcciones.

Metodología para el análisis de resultados

Para medir los resultados de la implementación se utilizaron diversos indicadores divididos en temas como: energía, agua, residuos, producción y depuración de agua (ver detalle en la tabla 2).

Se utilizó la prueba de proporciones con la finalidad de investigar si existían diferencias estadísticamente significativas entre el valor de los indicadores obtenidos en 2011, antes de la implementación de las ecotecnologías, y de 2015, después de la implementación. Esta prueba utilizó la estadística de chi cuadrado para efectuar el análisis (Walpone, Myers y Myers 1999).
En la prueba se plantearon dos hipótesis estadísticas:

H0: p1 = p2
H1: p1 > p2
Donde:
p1 = proporción obtenida en 2015
p2 = proporción obtenida en 2011

El nivel de significancia utilizado fue de α=0,05. Cuando el p-valor es mayor que el nivel de significancia de la prueba, se falla en rechazar la hipótesis nula (); no se tiene evidencia suficiente para confirmar lo contrario. Si el p-valor es menor que el nivel de significancia, se falla en aceptar la hipótesis nula ().

Resultados y análisis

En total se construyeron 37 ecotecnologías, las cuales se detallan en la tabla 1.

Tabla 1
Tipos de ecotecnologías construidas y cantidad en los poblados de Cerrillos, Sabana Bonita y Peñas Blancas

Elaboración propia.

Las competencias, para que los habitantes lograran el empoderamiento en este tema, se brindaron por medio de una serie de talleres como se muestra en la tabla 2.

Tabla 2
Competencias establecidas a nivel individual y de grupos productivos,
actividades realizadas y participantes

Fuente: Chassoul (2015).

Los resultados obtenidos por tipo de ecotecnología construida se detallan a continuación:

Biojardineras: se construyeron 8 biojardineras para el tratamiento de aguas residuales de tipo ordinario provenientes de las viviendas y de la producción de queso. Como se observa en la figura 3, tratar el agua con la biojardinera permite cumplir con los parámetros establecidos por el art. 20 del Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales (MINAE 2007), a excepción del DBO y las sustancias activas al azul de metileno. Sin embargo, esto sucede porque los valores utilizados de referencia son los de aguas residuales de tipo ordinario vertidas a un cuerpo receptor y dos de las biojardineras son utilizadas para el tratamiento de aguas residuales de tipo especial provenientes de la producción de queso. El Reglamento, en el art. 23, establece que para aguas provenientes de manufactura de productos lácteos el DBO debe ser menor o igual a 200 mg/L, el DQO de 500 mg/L y los sólidos suspendidos totales de 100 mg/L. Si se aplican estos valores, todos los parámetros quedan bajo lo establecido por el Reglamento.

Figura 3
Comparación entre los valores obtenidos al final del tratamiento
con los valores reglamentados

Elaboración propia.

Sin embargo, es importante aclarar que este resultado es solo una muestra de lo que se puede obtener y no tiene un valor científico como tal, debido a que la cantidad de muestras tomadas en el año no son representativas, a causa de la limitación presupuestaria. Sin embargo, diversos estudios sobre biojardineras o humedales artificiales han demostrado efectividad en la reducción de la contaminación de aguas residuales de tipo ordinario (Romero- Aguilar et al. 2009; Quintero 2014; De la Cruz 2015; Úsuga et al. 2017; Asprilla, Ramírez y Rodríguez 2020).

Biodigestores: se construyeron cuatro biodigestores de bolsa plástica tu- bular de 5 metros de longitud y 2 metros de diámetro. Estos producen, apro- ximadamente, 172 m³/año de biogás, lo cual permite a una familia de 3 o 4 personas cocinar los alimentos diarios.

Aboneras: se instalaron siete aboneras para brindar tratamiento a los residuos orgánicos en las casas por medio de lombrices. Se está produciendo compost para autoconsumo que utilizan en los jardines de las viviendas y en los microinvernaderos. La cantidad de compost aproximado que se produce por vivienda es de 410 kg/año, lo cual les brinda beneficios económicos, sociales y ambientales; económicos, al no tener que comprar otro tipo de abono para la producción de hortalizas y recibir ingresos por la posible venta de los mismos; sociales, al tener acceso a productos orgánicos, y ambientales, al no botar los residuos de las casas y utilizar abonos ecológicos.

Microinvernaderos para producción de hortalizas: se les brindó microinvernaderos para la producción casera de hortalizas a 17 familias, en los cuales se produce lechuga, culantro, espinaca, chile y tomate, principalmente. Las hortalizas obtenidas son principalmente para autoconsumo, pero algunas veces comparten con los vecinos o las venden.

Porta recipientes para separación de residuos: se construyeron e instalaron siete porta recipientes para la separación de residuos, como: vidrio, papel, cartón, aluminio, hojalata y plástico. Todos los residuos son recolectados por la municipalidad de Esparza. Con esto evitan que sean enterrados o vertidos en lotes baldíos.

Algunas de las tecnologías construidas se muestran en la figura 4.

Figura 4
Ecotecnologías construidas en la subcuenca del río Jabonal
(biodigestor [a], abonera [b], biojardinera [c] y microinvernadero [d])

Elaboración propia.

El impacto de la aplicación del MDRES, específicamente en la construcción de ecotecnias en los habitantes de los tres poblados, se obtuvo por medio de la aplicación de los indicadores seleccionados. Los resultados se muestran en la tabla 3.

Con el propósito de investigar si existían diferencias estadísticamente significativas entre el valor de los indicadores obtenidos en 2011, antes de la implementación de las ecotecnologías, y el valor de 2015, después de la implementación, se aplicó la prueba de proporciones.

Tabla 3
Indicadores establecidos y resultados obtenidos

Fuente: adaptado de Chassoul (2015).

Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 4. Es importante aclarar que el análisis no se realizó a todos los indicadores, debido a que el resultado de algunos indicadores es consecuencia del cambio de otros, por lo que se escogieron los más representativos.

Tabla 4
Resultados del p-valor obtenido de la comparación
de las proporciones del valor logrado en 2011 y 2015

Fuente: adaptado de Chassoul (2015).

Como se observa, el único indicador que no es significativamente diferentes es el porcentaje de viviendas con fuentes alternativas de generación de energía. En 2015, el 7 % de las viviendas (5) utilizaban biodigestores para la generación de gas para cocina, y en 2011 correspondía al 2,8 % (2). Este cambio no es una diferencia estadísticamente significativa, pero el incremento del uso de biodigestores proporcionó un beneficio económico a las familias que lo poseen, ahorrándoles en promedio USD 200 dólares por año a cada familia. Los biodigestores generan aproximadamente 171,6 m3 de gas por biodigestor por año y procesan 17.520 kg de boñiga por año. Entre el uso de la boñiga para la producción de compost y la generación de gas, se procesaron 38.210 kg de boñiga en un año, lo cual permitió reducir la emisión de metano al aire.

La cantidad de casas que cuentan con biojardineras para el tratamiento de aguas residuales de tipo ordinario sí es estadísticamente significativo. Al inicio del proyecto en ninguna vivienda se trataban las aguas residuales y al final de la implementación del modelo, ocho viviendas contaban con biojardineras. Esto ha permitido que las aguas residuales vertidas cumplan con los parámetros establecidos por el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales (MINAE 2007).

La diferencia entre la cantidad de viviendas que cuentan con un sistema de tratamiento de residuos orgánicos y con separación total de residuos, es estadísticamente significativa. Este valor pasó de 1 a 8 viviendas, en el caso de tratamiento de residuos orgánicos y de 0 a 8, en el caso de la separación total de residuos reciclables. El contar con un sistema de tratamiento de residuos orgánicos ha permito en un año transformar aproximadamente 4380 kg de residuos a 3285 kg de abono orgánico, que es utilizado en los jardines de las viviendas.

Tal como se muestra en los resultados, el proyecto fue exitoso, sin embargo, es valedero hacerse la pregunta de cómo está la situación en 2020. Se puede responder que sobre algunas ecotecnias se logró el empoderamiento de los habitantes, por ejemplo, las ocho biojardineras siguen funcionando y las siete aboneras y los 17 microinvernaderos siguen produciendo. De hecho, estos dos últimos se han replicado en pueblos vecinos o han aumentado en tamaño. Sin embargo, de los cinco biodigestores solo uno se encuentra en uso, debido a daños en la bolsa ocasionados, en la mayoría de los casos, por animales y a pesar de que las familias conocen los aportes económicos que estos les brindan, no cuentan con el presupuesto para comprar una bolsa nueva e instalarla o consideran que el mantenimiento les requiere de mucho tiempo.