RESUMEN. La sostenibilidad ambiental es una de las metas de la caficultura colombiana y para lograrla la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia cuenta con el Centro Nacional de Investigaciones de Café (Cenicafé) para la generación de conocimientos y tecnologías que contribuyan al desarrollo de sistemas de producción sostenibles ambientalmente y con el Servicio de Extensión para facilitar que el conocimiento y las tecnologías generadas lleguen a los caficultores y sean implementadas por ellos. Para el tratamiento de las aguas residuales que se generan en la etapa de lavado, durante el proceso de beneficio del fruto de café, denominadas “aguas mieles” y las cuales presentan pH ácido y concentraciones de DQO cercanas a 27000 ppm, Cenicafé desarrolló sistemas de tratamiento anaeróbico, modulares, económicos, eficientes, que no precisan la adición de neutralizantes y que permiten eliminar cerca del 90% de la contaminación orgánica que ingresa a los mismos. Sin embargo, los efluentes de los sistemas de tratamiento aún conservan una carga orgánica alta (DQO entre 2000 y 3000 ppm), que genera impactos ecológicos negativos cuando son dispuestos en los cuerpos de agua de la zona cafetera colombiana, siendo necesario implementar sistemas de postratamiento económicos y de fácil adopción por parte de los productores, con la capacidad de reducir la carga orgánica de los efluentes a valores por debajo de 490 y 279 ppm, en términos de DQO y DBO5, respectivamente (correspondientes a la concentración letal media encontrada para el pez Lebistes reticulatus, bioindicador acuático más sensible en estudios de impacto biológico realizados en la zona de estudio) y de esta forma minimizar su impacto ecológico. El objetivo principal de esta investigación es la generación de la información necesaria para el diseño de un biosistema integrado que utilice macrófitas para el postratamiento de las aguas mieles del café, buscando que sus efluentes generen el menor impacto negativo posible sobre el ecosistema acuático cafetero, presentando alternativas viables, desde el punto de vista técnico, económico, ambiental y social, para la adecuada disposición de la biomasa generada durante el proceso de depuración. En un primer ensayo, que constó de 18 tratamientos y tuvo una duración de 209 días, se determinó el efecto de la concentración, en términos de DQO, de los efluentes de los sistemas anaerobios sobre el desempeño de sistemas acuáticos de tratamiento, a escala de mesocosmos, utilizando lagunas impermeabilizadas de 2 m de largo * 0,5 m de ancho * 0,5 m de profundidad efectiva, sembradas con las especies flotantes Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes, Salvinia auriculata y con la especie emergente Typha angustifolia, evaluando la remoción de los parámetros físico-químicos DQO, DBO5, ST, SST, NT, PT, K, S y del grupo de bacterias Coliformes. Los sistemas de tratamiento se evaluaron utilizando 3 concentraciones de afluente (sin diluir y diluido al 40 y al 10% con agua de grifo) a un caudal de 70 ml/min (Q1). Adicionalmente, se evaluaron 2 lagunas testigos, una para las especies flotantes y otra para la especie emergente, con el fin de determinar el efecto real de las especies en la remoción de los parámetros físico-químicos y microbiológicos establecidos. Las ecuaciones de regresión obtenidas permiten predecir que se presenta inhibición en el crecimiento de E. crassipes, P. stratiotes, S. auriculata y en el incremento del número de plantas de T. angustifolia a concentraciones de DQO, en el efluente de los sistemas anaerobios, de 1281, 1222, 903 y 508 ppm, respectivamente. Se encontró que la eliminación de DQO, DBO5, SST, NT, PT y K en los sistemas acuáticos de tratamiento alimentados con los efluentes anaerobios, siguieron un modelo cinético de primer orden. No se presentaron diferencias estadísticas al 5% en la remoción de la DQO y DBO5 por parte de las 4 especies acuáticas y el control de la especie emergente, pero sí en la remoción de nutrimentos (N, P, K) entre las lagunas con macrófitas y sus testigos. Considerando las tasas de crecimiento de las macrófitas y su tasa de eliminación de DBO5, SST, NT, PT y K, el desempeño fue E. crassipes > P. stratiotes > S. auriculata > T. angustifolia. En un segundo ensayo, que constó de 24 tratamientos y tuvo una duración de 146 días, se determinó el efecto de la carga orgánica de los efluentes de los sistemas anaerobios sobre el desempeño de sistemas acuáticos de tratamiento, utilizando las mismas lagunas, especies de plantas y determinando los mismos parámetros de remoción evaluados en el ensayo 1. Los sistemas acuáticos de tratamiento se alimentaron a las mismas concentraciones de afluente evaluadas en el ensayo 1 y a 2 regímenes de caudal: 105 ml/min (1,5Q1) y 140 ml/min (2Q1). Las ecuaciones de regresión obtenidas permiten predecir que se presenta inhibición en el crecimiento de E. crassipes, P. stratiotes, S. auriculata y en el incremento del número de plantas de T. angustifolia con cargas orgánicas medias aplicadas de 926, 739, 443 y 825 kg DBO5/ha-día, respectivamente. Considerando el desempeño de las 4 especies acuáticas en la remoción de los parámetros DBO5, SST, NT, PT y K (medida como mg/m2-d) en los 2 ensayos evaluados, se determinó que la mejor especie para el postratamiento de las aguas mieles del café fue E. crassipes, seguida de P. stratiotes, T. angustifolia y S. auriculata. En un tercer ensayo, con una duración de 393 días, se evaluó el efecto del monocultivo vs la combinación de especies, en sistemas acuáticos para el postratamiento de las aguas mieles del café, utilizando un monocultivo de la especie flotante E. crassipes (seleccionada como la mejor en los 2 ensayos anteriores), una mezcla de las especies flotantes E. crassipes, P. stratiotes y S. auriculata y un policultivo utilizando, en su orden E. crassipes, P. stratiotes, T. angustifolia y S. auriculata. Cada sistema de tratamiento estuvo constituido por 4 lagunas, de 500 litros de capacidad cada una, dispuestas en serie y alimentadas a un caudal de 105 ml/min. No se encontraron diferencias estadísticas al 5% en la eliminación de los parámetros DBO5, SST, NT, PT y K por parte de los 3 sistemas acuáticos. Considerando la remoción de los parámetros físico-químicos evaluados (medida como mg/m2-d) se encontró que el sistema acuático que contenía las especies E. crassipes, P. stratiotes, T. angustifolia y S. auriculata mostró un mejor desempeño que el sistema que operó con la mezcla de las 3 especies flotantes (E. crassipes, P. stratiotes y S. auriculata) que a su vez presentó un mejor desempeño que el sistema que utilizó solamente la especie E. crassipes. Las ecuaciones de regresión obtenidas, incorporando los nuevos datos generados, permitieron ajustar los valores de predicción para E. crassipes, obteniéndose que a concentraciones de DQO de 1172 ppm (n = 27, R2 = 0,65), equivalentes a 562 ppm como DBO5 (n = 27, R2 = 0,64) y cargas orgánicas medias aplicadas de 785 kg DBO5/ha-d (n = 27, R2 = 0,69) se presenta inhibición de su crecimiento. En un cuarto ensayo, que se montó paralelo con el primero y basado en los resultados obtenidos a escala de microcosmos, se validó a escala de finca cafetera, durante 3 años, un sistema acuático de tratamiento utilizando las especies flotantes E. crassipes y P. stratiotes acoplado en serie a un sistema modular de tratamiento anaerobio de las aguas mieles del café, utilizando 3 lagunas impermeabilizadas de 6 m de largo * 1,5 m de ancho * 0,5 m de profundidad efectiva, a un caudal de 550 ml/min, para una finca con una producción media de 844 @ de café pergamino seco (cps)/año y una generación media de agua residual de 5 litros/kg cps. El sistema acuático permitió disminuir la concentración media de la DQO y DBO5 de las aguas mieles tratadas anaerobiamente desde valores de 1902 y 821 ppm a valores de 328 y 143 ppm, respectivamente, con un tiempo de detención hidráulica de 16 días. Los efluentes del sistema acuático de tratamiento se condujeron a un pequeño lago de 60 m3 utilizado en la explotación piscícola de la especie Tilapia roja, sin observarse efectos tóxicos sobre los animales, lo cual se constituye en una oportunidad de aprovechamiento para la producción piscícola en fincas cafeteras con oferta limitada de agua. En un quinto ensayo se evaluó la utilización de la biomasa generada en los sistemas acuáticos de tratamiento en el cultivo de hongos comestibles y medicinales y en la producción de abono orgánico mediante el proceso de lombricultura. Se determinó que la utilización de la biomasa de las plantas como suplemento, en valores del 16%, de los sustratos, a base de subproductos del café, para el cultivo de hongos comestibles del género Pleurotus, mostró efectos positivos en el rendimiento de los cultivos, sin alterar la sanidad de los mismos y que la inclusión de la biomasa de la planta emergente, formando parte del 50% del total de la biomasa utilizada como suplemento, permitió incrementar aún más los rendimientos, alcanzándose valores del 128,55% en el cultivo del hongo Pleurotus pulmonarius y del 103,85% en el cultivo del hongo Pleurotus sajor caju. La investigación también permitió determinar que los rendimientos en el cultivo de los hongos del género Pleurotus, utilizando la biomasa de los sistemas acuáticos como único sustrato, fueron iguales o inferiores a los obtenidos utilizando la biomasa como suplemento. Se infiere, considerando el valor nutricional y económico de los hongos cosechados, que la mejor forma de aprovechamiento de la biomasa acuática, en la zona cafetera, es como suplemento de los sustratos utilizados para el cultivo de hongos comestibles. Se determinó la viabilidad de utilizar la lombricultura para la producción de abono orgánico a partir de la biomasa de los sistemas acuáticos de tratamiento, encontrando un rendimiento medio en el proceso de lombricompostaje del 51,73% en base seca. Los mayores contenidos de NPK, por cada 100 g de materia seca inicial, se encontraron en los lombricompuestos obtenidos a partir de biomasa tanto fresca como deshidratada de T. angustifolia, seguida de los lombricompuestos de E. crassipes, P. stratiotes y S. auriculata. En promedio, los lombricompuestos obtenidos a partir de la biomasa proveniente de sistemas acuáticos de tratamiento presentaron un valor fertilizante de 5,38% N – 4,13% P2O5 – 18,18% K2O, por lo que podrían formar parte de los programas de fertilización orgánica de las plantaciones de café o de cultivos asociados a la zona cafetera, generando beneficios económicos para los productores. Finalmente se concluye que es necesario disminuir la concentración de las aguas mieles tratadas anaerobiamente a valores de DQO por debajo de 1172 ppm para poder utilizar sistemas de tratamiento con plantas acuáticas y que un biosistema integrado que utilice una mezcla de las especies flotantes E. crassipes, P. stratiotes y S. auriculata y en el cual se aproveche la biomasa generada para la elaboración de abono orgánico mediante el proceso de lombricultura o como suplemento de los sustratos tradicionales utilizados en la producción de hongos comestibles es el apropiado para el postratamiento de las aguas mieles del café en la zona cafetera colombiana. La presente tesis doctoral genera un aporte importante de nueva información para el diseño de un biosistema integrado que utilice macrófitas para el postratamiento de las aguas mieles del café tratadas anaerobiamente, con el objetivo de ayudar a consolidar una caficultura ambientalmente sostenible, beneficiando con ello a más de 500000 familias cafeteras colombianas.