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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN SAN ANDRES, BOGOTÁ,
IBAGUÉ, Y PROPUESTA PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
CON LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
ALEXANDRA SOFIA TOBAR VARGAS
MÓNICA LILIANA GASPAR FLÓREZ
JULIO CESAR ROJAS LOZADA
JOSE BANQUEZ NIETO
NELSON RODRIGUEZ VALENCIA
Docente
MAESTRÍA DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
II SEMESTRE - COHORTE XIII
MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
2015
RESUMEN
Las políticas ambientales establecidas en las bases del Plan Nacional de Desarrollo
2014-2018 “Todos por un nuevo país” ha identificado en su componente de acceso
al agua potable y saneamiento básico la necesidad urgente de fortalecer las
estrategias y acciones para avanzar en la descontaminación de las fuentes
receptoras de diferentes puntos de vertimientos de aguas residuales domesticas en
zonas rurales nucleadas y dispersas, en lo que se ha identificado que la gran parte
de degradación de los recursos hídricos en el país se relaciona directamente con
la débil gestión local en la materia.
Y teniendo en cuenta que en Colombia no se ha elaborado una propuesta para el
tratamiento de aguas residuales domesticas que incluyan lagunas de estabilización
y que tengan como objeto o alcance zonas rurales nucleadas y dispersas, este
ensayo además de abarcar un análisis sobre el tratamiento de aguas residuales en
el departamento de San Andrés Islas, ciudad de Bogotá e Ibagué, presentados
propuestas poblacionales, que incluyen lagunas de estabilización como unidad
principal de tratamiento; en ambas propuestas se diseña un tratamiento primario
consistente en un tanque séptico de dos compartimentos, una cámara de
sedimentación y una cámara de digestión, complementado con un filtro anaerobio
de flujo ascendente (FAFA); el efluente de la laguna de estabilización se propone
sea reutilizado para riego agrícola. Las propuesta difieren en el sistema de
recolección de las aguas residuales; para los centros nucleados el sistema sanitario
convencional y para la zona dispersa el alcantarillado sin arrastre de sólidos - ASAS.
INTRODUCCION
En la actualidad los grandes centros urbanos sufren en su gran mayoría un gran
crecimiento poblacional, generado en muchos casos por la llegada de personas
provenientes del área rural. El modelo de desarrollo económico y los nuevos
patrones de comportamiento en consumo, han hecho que exista un crecimiento y
concentración de la industria en las grandes urbes, generando una gran presión
sobre los recursos y en especial sobre el recurso hídrico. Las actividades
domésticas, comerciales e industriales, con este escenario de crecimiento, traen
como consecuencia una mayor generación de aguas residuales, que en el caso de
las aguas residuales domésticas se complica, debido a que en muchos casos las
personas desde sus hogares no poseen la suficiente educación y conciencia
ambiental, en el manejo de sus aguas residuales, descargando por sus
instalaciones sanitarias, sustancias aceitosas y en muchos casos residuos sólidos,
que sumado a la existencia de conexiones erradas y redes combinadas de aguas
lluvias y sanitarias, generan un escenario complejo en el manejo de dichas aguas.
Todo esto hace que las urbes impacten los cuerpos de agua donde se descargan
sus aguas residuales, por tal razón que es de gran importancia el manejo que las
ciudades les puedan dar a sus aguas, para que éstas puedan ser vertidas de
manera sostenible para el recurso hídrico.
El inventario de sistemas de tratamiento de aguas residuales del Ministerio del
Medio Ambiente, reporta que sólo 22% de las cabeceras municipales del país hacen
tratamiento de las aguas residuales y muchas están funcionando deficientemente,
o lo que es más crítico sin ser operadas.
Se reporta que los departamentos con mayor cobertura de plantas de tratamiento
de aguas residuales, PTAR (operando y/o en diseño) son Cundinamarca (38 PTAR),
Antioquia (26 PTAR), Cesar (14 PTAR), Valle del Cauca (14 PTAR) y Tolima (13
PTAR).
La problemática del tratamiento de las aguas residuales para la ciudad de Bogotá,
Ibagué y San Andrés, no son ajenas a lo descrito anteriormente, por lo que serán
abordadas de manera descriptiva, de forma tal que podamos conocer sus
particularidades.
OBJETIVO GENERAL
Realizar una descripción del estado y del tratamiento que reciben las aguas
residuales producidas en ciudades como Bogotá, Ibagué y San Andrés.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Presentar una propuesta para sistemas de tratamiento de aguas residuales
con lagunas de estabilización para zonas rurales nucleadas y dispersas en
nuestro país.
Sugerir nuevos Tratamientos de aguas residuales para las regiones.
Identificar los parámetros a tener en cuenta para evaluar la eficiencia del
tratamiento en aguas residuales domésticas.
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN SAN ANDRES ISLAS
El Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina se encuentra en el
Caribe suroccidental, en la región intertropical, con una superficie marina de más de
250.000 km2 de aguas oceánicas y sólo 70 km2 de tierra emergida terrestre. Las
islas se encuentran en la zona de transición entre el seco tropical y el clima húmedo
tropical. La influencia de los vientos alisios mitiga el clima seco y cálido. La
temperatura media anual es de 27.4˚C (Tobar et al, 2013).
Debido a las condiciones de insularidad y teniendo en cuenta principalmente el
estado de Isla oceánica, es claro que el principal cuerpo receptor de aguas
residuales en la Isla, es el mar. Por lo cual el vertimiento de las aguas residuales se
hace a través del Emisario submarino y vertimientos no autorizados (V. Puntuales)
a la costa. Por otra parte la mayoría de la población isleña posee pozos sépticos,
en pésimas condiciones filtrándose las AR a los acuíferos de la isla y el subsuelo en
general, afectando no solo el recurso hídrico sino la salud humana.
El tratamiento de aguas residuales en la isla de San Andrés, es llevado a cabo por
PROACTIVA Aguas del Archipiélago S.A. E.S.P., empresa responsable de la
operación, optimización y ampliación de la red de alcantarillado sanitario, y tiene la
visión de ampliarlo con el fin de brindar un mejor servicio a la población isleña y
proteger los recursos hídricos del territorio, mejorando la calidad de vida. En la
región se pueden identificar cuatro (4) formas o alternativas de disposición de las
aguas residuales: el sistema de alcantarillado, pozos sépticos, tuberías de
conducción hacia el mar y disposición sobre el terreno.
La región cuenta con 3 estaciones de captación de aguas residuales, que reciben
los vertimientos de los 4 distritos de la isla, ubicados en la parte norte, mientras que
barrios como San Luis y El Cove no poseen alcantarillado sanitario por la falta de
estudios preliminares y altos costos de la infraestructura.
Actualmente, las aguas residuales recolectadas por la red de alcantarillado sanitario
existente, son sometidas a un pretratamiento que se le realiza al agua por medio de
un sistema de cribado ubicado en la Estación de Bombeo de Aguas Residuales N°
3, aprovechando las aguas marinas por su capacidad para asimilar y transformar
las sustancias mediante una serie de fenómenos fisicoquímicos y biológicos que
reducen significativamente la carga orgánica y bacteriana, sustancias típicas de las
descargas provenientes del sector de North End (Vertimiento Final).
Todas las aguas residuales se vierten al mar, y debido a las condiciones de uso de
pozos sépticos, construidos en muchos casos sin estándares técnicos y sin que sea
efectuado un mantenimiento apropiado de los mismos, se puede establecer que las
fuentes de agua y los acuíferos de la Isla, son susceptibles a percibir contaminación
por aguas residuales. En la actualidad el vertimiento final es en el mar, mediante el
emisario submarino (cumple la función de sistema de transporte, tratamiento y
disposición final de las aguas residuales) con previo cribado de las aguas residuales
en la Estación de Bombeo de Aguas Residuales N°3 (Informe Proactiva, 2008).
En general el vertimiento de aguas residuales en la región no es el más óptimo por
falta de infraestructura, y además la empresa requiere rediseñar las obras a
mediano y largo plazo, pues los costos de inversión son muy elevados con relación
al número de usuarios a vincular. La mayoría de población por voluntad propia se
reúsa a conectarse al sistema de alcantarillado sustentando que los costos en las
facturas son muy elevados.
La capacidad de autodepuración del recurso hídrico de la región, soluciona en parte
este problema; sin embargo, cuando las acciones antrópicas incontroladas aportan
más carga contaminante, el sistema de depuración se debilita drásticamente
haciendo más difícil la remediación. (Garay et al, 2001).
Actualmente llega a las aguas marinas y costeras 14466 m3/día de aguas servidas
de la ciudad sin ningún tratamiento, de aproximadamente 73000 habitantes según
último dato del censo nacional realizado por el DANE, 2005. Estos vertimientos
representan en términos de cargas que entran a los ecosistemas acuáticos
adyacentes a la isla, en promedio 1.91 ton/día de SST, 3.23 ton/día de DBO5, 1.45
ton/día de aceites y grasas, 0.7 ton/día de nutrientes y aproximadamente 1.49 X
1018 NMP/día de Coliformesfecales (Garay et al, 2001).
En resumen el proceso que tienen las aguas residuales en la región es:
1. Descargue de Aguas residuales a la red domiciliaria.
2. Conducción de AR al colector secundario.
3. Conducción al colector principal.
4. Conducción a las estaciones de bombeo.
5. Descarga final al mar por el emisario submarino.
La cobertura total de la red de alcantarillado sanitario en la Isla, según el informe de
Proactiva de 2008, es del 30.6%, concentrándose hacia parte urbana o norte de la
isla.
Otro problema derivado del anterior se relaciona con la disposición final de parte de
esas aguas servidas, a través de la construcción inadecuada de pozos sépticos,
permitiendo que las aguas negras se filtren hacia los acuíferos, contaminando la
única fuente hídrica de buena calidad en la isla.
Otros factores también influyen en el deterioro de la calidad de esta zona costera:
Inapropiada disposición de los residuos sólidos cuyos lixiviados llegan al mar,
vertimientos de aceites lubricantes provenientes de las embarcaciones, alta
densidad poblacional, explotación desmesurada de los recursos marinos, deterioro
de bosques de manglar, entre otros. El aporte de contaminantes al medio marino
causa progresivamente un impacto sobre la calidad misma del agua creando
efectos sobre la salud pública debido a la posibilidad de encontrar microorganismos
patógenos, así como efectos estéticos por la contaminación visual y olfativa que se
produce y efectos sobre la ecología marina por la presencia de sustancias tóxicas
(Garay et al, 2001).
Por las razones expuestas anteriormente la Corporación Autónoma Regional y de
Desarrollo Sostenible del Archipiélago de San Andrés, Providencia ySanta Catalina
– CORALINA, implementó desde 1997 una red de monitoreo de lacontaminación de
las aguas costeras alrededor de la isla de San Andrés. Esta red se diseñó con base
en la presencia de vertimientos directos de aguas residuales domésticas, así como
el conocimiento previo de zonas contaminadas por grasas y aceites, como es el
caso de bahía Hooker, debido a la importancia que representa la zona costera en
su totalidad, la Corporación también implementó redes de monitoreo de manglares,
aguas subterráneas, arrecifes y vertimientos y en 1998 extendió el monitoreo de
zona costera a la isla de Providencia con base en la presencia de descargas
puntuales y de zonas protegidas como el manglar Mc Bean (Garay et al, 2001).
TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA CIUDAD DE BOGOTA
Las aguas residuales domésticas y no domésticas, producidas en la ciudad, son
transportadas por una red de alcantarillado compuesta por un sistema pluvial y
sanitario, que conforma en su extensión, tres cuencas, conocidas como El Salitre,
Fucha y Tunjuelo.
La cuenca del Fucha, se encuentra ubicada en la parte centro-sur de la capital y
drena en dirección oriente-occidente. Está conformada por una red de alcantarillado
que se caracterizan en pluvial, sanitario y combinado. En esta cuenca, las
actividades domésticas e industriales son las que más aportan contaminantes a las
aguas, caracterizadas por la presencia significativa de materia orgánica, sólidos
suspendidos totales y coliformes totales y fecales. Las aguas residuales de esta
cuenca, son descargadas directamente al rio Bogotá, sin algún tipo de tratamiento.
En el caso de la cuenca Tunjuelo, se encuentra ubicada en el sur de la ciudad y es
la de mayor extensión, habitando en ella el 30% de la población e igualmente, con
gran impacto de actividades industriales y domésticas, las cuales al igual que la
cuenca Fucha, van directamente al rio sin tratamiento alguno.
Finalmente la cuenca Salitre, se ubica en la zona norte de la ciudad y es impactada
por las aguas residuales domésticas. Esta cuenca recibe las aguas servidas de
aproximadamente 2,3millones de habitantes y se particulariza por ser la única de
las tres cuencas que presenta una planta de tratamiento de aguas residuales –
PTAR. La PTAR recibe el nombre del “El Salitre” y se ubica en la parte noroccidental
de la ciudad, con el objetivo de verter al rio, un agua más amigable con él.
La ciudad produce aproximadamente 1.000.000 m3 diarios de aguas residuales, de
los cuales el 30% son producidas y transportadas por los canales interceptores de
la cuenca el Salitre. Se plantea entonces un escenario donde el 70% de las aguas
residuales de la ciudad, van directamente al rio Bogotá, generando gran impacto
que es más que evidente a partir de los múltiples estudios realizados a su cuenca y
por una simple inspección visual.
Este escenario, genera una urgencia en la implementación de otras plantas de
tratamiento para el resto de cuencas. En el caso de la cuenca del Tunjuelo, se
adelantan en la actualidad obras que se articularán con la futura PTAR denominada
como Canoas.
La PTAR, el salitre es una planta de tratamiento semiautomática y es operada en
su totalidad por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Esta planta
tiene un caudal de operación promedio de 4 m3/s y atiende la totalidad de aguas
servidas del norte de la ciudad de Bogotá.
Todo el proceso empieza con la recepción del agua a través de canales
interceptores y termina con la salida de los productos, consistentes en el agua
tratada, biogás, biosólido y la quema del biogás excedente.
El canal interceptor que conduce el agua cruda a la PTAR, es el Salitre, en donde
inicialmente se procede con el cribado para la remoción de sólidos gruesos, a partir
de rejas cuya separación es de 10 cm entre barrotes. Posteriormente el agua es
elevada 10 m por medio de una estructura conocida como tornillo de Arquímedes y
una vez elevadas se procede a la toma de muestras de esta agua cruda para su
caracterización.
Los valores promedios de los parámetros del agua cruda se resumen a
continuación.
Tabla 1. Parámetros agua sin tratar
Parámetro Unid. Valor
SST mg/L 226
DBO5 mg/L 264
DQO mg/L 564
pH Unid. 7,33
Alcalinidad mg/L CaCO3 208
SSV mg/L 158
ST mg/L 613
SV mg/L 310
Turbiedad NTU 173
Conductividad mS 677
Fuente. Acueducto de Bogotá
Posterior al desbaste grueso por el cribado y a la elevación del agua, ésta pasa a la
línea de pretratamiento, en donde son objeto de un desbaste fino con rejas cuyos
barrotes son más cercanos que el anterior (2,5 cm), un desarenado y desengrasado,
por medio de canales aireados.
En esta etapa de pretratamiento, se realiza la floculación, mediante la aplicación de
Cloruro Férrico y polímero aniónico del tipo poliacrilamida seca, en dosis promedias
de 32 mg/L y 0.50 mg/L respectivamente.
En promedio entre residuos sólidos gruesos y finos, mensualmente se están
retirando 54 toneladas, sin contar la grasa cuyo promedio está en 78 m3 al mes. El
caso de las arenas es menor ya que maneja un volumen de 9 m3 /mes.
Los sedimentadores esperan el agua por medio de cámaras de reparto que
distribuyen el agua de manera uniforme. Ya en los sedimentadores, se desprende
los sólidos sedimentables que van al fondo del tanque y se convierten en lodos
primarios.
Gráfico No1.Tanques Sedimentadores. Fuente: Empresa de Acueducto de Bogotá
De los sedimentadores, el agua decantada sale para la medición de sus parámetros
y posterior vertimiento al rio Bogotá.
En esta etapa del proceso, la EAB maneja los siguientes promedios de los
parámetros para las aguas tratadas:
Tabla 2. Parámetros de las aguas tratadas versus aguas crudas
Parámetro Unid. Valor Inicial Valor Final
SST mg/L 226 86
DBO5 mg/L 264 149
DQO mg/L 564 302
pH Unid. 7,33 7,24
Alcalinidad mg/L CaCO3 208 189
SSV mg/L 158 63
ST mg/L 613 436
SV mg/L 310 181
Turbiedad NTU 173 75
Conductividad mS 677 686
Coniformes fecales NMP - 1,2 X 107
Fuente. Acueducto de Bogotá
El proceso continúa con los productos derivados como el lodo primario el cual es
llevado a los espesadores de lodos primarios, en donde son deshidratados. El agua
extraída en esta etapa, es llevada al inicio del proceso.
Los lodos espesos son enviados a los digestores, los cuales tienen una capacidad
de 8500 m³ y permanecen en ellos en promedio 22 días a una temperatura de 35
ºC. La PTAR cuenta con tres digestores y de esta etapa resulta el biogás con
promedio de producción diario de 13500 m³, el cual es utilizado para calentar estas
estructuras digestoras y el exceso de gas es quemado mediante una tea.
Los lodos digeridos, son almacenados y llevados al proceso de deshidratación para
reducir su volumen, quedando una consistencia semisólida. Al día se producen 165
toneladas de biosólido. Las aguas resultantes de la deshidratación, son llevadas
nuevamente al inicio de proceso.
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA CIUDAD DE IBAGUE
En la ciudad de Ibagué, los sistemas de tratamiento de aguas residuales se aplican
tanto para aguas de origen industrial y domiciliario provenientes del casco urbano y
áreas rurales cercanas. Esta planta se llama “El tejar” ubicado en la zona sur-
occidental de la ciudad recibe las aguas residuales domésticas del sector sur-
occidental de la ciudad transportadas del centro de la Ciudad y de los barrios del
sur por el Interceptor Combeima; Su cobertura se extiende sobre la zona centro y
sur de la ciudad de Ibagué, tratando el agua residual de 85.000 Hab, con una
proyección de hasta 110.000 Hab. Actualmente se tratan 105 L/s. Entre estos
sistemas de tratamiento se utilizan:
Sistemas de tratamiento preliminar: Se utiliza para remover todo el
material que puede hacer interferencia con el proceso de operación y
mantenimiento de los procesos posteriores. Esta planta está diseñada para tratar
un caudal de 193.08 L/s. Este sistema de tratamiento está conformado por: Una
rejilla de gruesos, para proteger de atascamientos; Canal de conducción y
aliviadero Alivia caudales de lluvias ya que el alcantarillado es combinado en este
sector de la ciudad; Rejilla fina y Tornillo sinfín. Este aparato electromecánico
encargado de retirar elementos inorgánicos, es una rejilla oscilante que
transporta el material; Desarenadores:Se emplea para la separación de
partículas suspendidas, principalmente “inertes” o “minerales”, denominadas
genéricamente como “arenas”. Son partículas que sedimentan rápidamente,
generalmente de naturaleza inorgánica y la trampa de grasas para separar las
grasas provenientes de procesos industriales y elementos flotantes.
Tratamiento secundario. Compuesto por un sistema de Laguna Aireada – Laguna
de Pulimento. Remociones superiores al 61%. a) Muros deflectores de flujo: bafles
de direccionamiento de flujo para evitar las zonas muertas (corto circuito), y obtener
un flujo a pistón. b) Lenteja de agua: alga que ayuda a la laguna en el proceso de
descontaminación aeróbico, ya que en el proceso de crecimiento consume
nutrientes (MO remanente) y fija oxigeno por fotosíntesis (IBAL, 2005). El
vertimiento de la planta El Tejar se realiza al río Combeima. En la figura siguiente
se presenta el esquema general de la planta de tratamiento de aguas residuales “El
Tejar”
FIG.1 “Esquema General de la PTARD “El Tejar”Fuente: Tinoco, 2006.
“Porcentajes de remoción y cargas contaminantes El Tejar”
FUENTE: Tinoco, 2006. Adaptado Reportes Laboratorio. Agosto – Octubre. 2005
Con fundamento a estos tres (3) modelos de sistemas de tratamiento de aguas
residuales, presentamos a continuación una propuesta para el tratamiento
dispersa y nucleada de Colombia.
Las evaluaciones reportan que los centros urbanos en Colombia captan alrededor
de los 170 m³/seg de agua de los cuales se pierden entre 40% y 50 %, regresando
al ambiente en forma de aguas residuales entre un 70% a 80% de las aguas
consumidas.
Se estima que en Colombia se descargan diariamente cerca de 700 toneladas de
carga orgánica del sector doméstico urbano a los cuerpos de agua. El inventario de
sistemas de tratamiento de aguas residuales del Ministerio del Medio Ambiente,
reporta que sólo 22% de las cabeceras municipales del país hacen tratamiento de
las aguas residuales y muchas están funcionando deficientemente, o lo que es más
crítico sin ser operadas.
Aunque Colombia es uno de los países que se destaca por su alto nivel sanitario,
se continúan reportando elevados índices de enfermedades asociadas al agua;
estando éstas siempre entre los cinco primeros lugares de mortalidad y morbilidad
en niños (sólo en 1991 se reportaron 12.210 casos y 208 defunciones en 248
municipios por una epidemia de cólera). La disponibilidad natural de agua potable
se reduce cuando existen vertimientos aguas arriba de las captaciones de
acueductos, por esta causa en el país son muchos los centros poblados que
consumen aguas de mala calidad; que se agrava con la falta de un adecuado
sistema de potabilización. Los inventarios de agua potable y saneamiento reportan
que aproximadamente 300 municipios no realizan desinfección de las aguas que se
están consumiendo y 450 no tienen planta de tratamiento.(Minambiente 2002).
Presentamos a manera de ilustración las características de las aguas residuales
típica (Romero 2008).
Tabla. Características del Agua Residual Domestica
Fuente: Romero, 2008
Todo contaminante genera algún tipo de impacto ambiental, los cuales
relacionamos a continuación.
Tabla. Impactos Ambientales
Parámetro Magnitud Unidad
DBO 200 mg/L
DQO 400 mg/L
Sólidos Suspendidos Totales 200 mg/L
Sólidos Suspendidos Volátiles 150 mg/L
Nitrógeno Amoniacal 30 mg/L
Ortofosfato 10 mg/L
Contaminantes Parámetro típico
de medidaImpacto Ambiental
Materia Orgánica biodegradable DBO,DQO
Desoxigenación del agua,
generación de olores
indeseables.
Materia Suspendida SST ,SSVCausa turbiedad en el
agua, deposita lodos.
Patógenos CF
Hace el agua insegura
para consumo y
recreación.
Amoniaco NH4+ - N
Desoxigena el agua, es
tóxica para organismos
acuáticos y pueden
estimular el crecimiento de
algas.
Fósforo OrtofosfatosPuede estimular el
crecimiento de algas.
Materiales Tóxico
Como cada
material tóxico
especifico
Peligroso para la vida
vegetal y animal
Sales inorgánicas. SDTLimita los usos agrícolas e
industriales y animal.
Energía térmica Temperatura
Reduce la concentración
de saturación de oxigeno
en el agua, acelera el
crecimiento de
organismos acuáticos.
Iones hidrogeno PHRiesgo potencial para
organismos acuáticos
Fuente: Romero, 2008
En los ejemplos anteriores pudimos observar que todo tipo de sistema de
tratamiento parte de un sistema de tratamiento preliminar, un tratamiento primario
(tanque sépticos) y otro secundario, para esta propuesta partimos de un tratamiento
terciario a partir de lagunas como reactor diseñado y construido mediante
excavación del suelo y construcción de diques para formar vasos capaces de
retener el agua residual un período determinado de tiempo para obtener un efluente
de una calidad dada (Cubillos, 2001). Las lagunas de estabilización, pueden
disponerse en diferentes configuraciones, de acuerdo al área aprovechable, los
objetivos esperados en cuanto a la calidad del efluente, la topografía, el volumen
del afluente, el clima, entre otros (Valencia y Olaya, 1998). De manera que el
efluente satisfaga las exigencias de la agencia responsable del control de la calidad
de agua o del control de la polución (Cubillos, 2001). Las lagunas de estabilización
son estructuras simples en donde se lleva a cabo un proceso biológico para la
degradación de materia orgánica (lagunas anaerobias y facultativas), disminución
de coliformes fecales (lagunas facultativas y de maduración) y remoción de huevos
de helminto (lagunas anaerobias y facultativas) (Escalante, 2000).
Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas
residuales con el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de
estabilización se construyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con períodos de
retención relativamente grandes (por lo general de varios días). Cuando las aguas
residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realiza en las mismas,
en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración o estabilización
natural, en el que ocurren fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico y biológico.
Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido
de materia orgánica putrescible o biodegradable (Moscoso, 1991).
Los parámetros más utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de
estabilización de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda
bioquímica de oxígeno (DBO5), que caracteriza la carga orgánica; y el número más
probable de coliformes fecales (NMP CF/100ml), que caracteriza la contaminación
microbiológica. También tienen importancia los sólidos totales sedimentables, en
suspensión y disueltos. Generalmente, cuando la carga orgánica aplicada a las
lagunas es baja (<300 Kg de DBO/ha/día), y la temperatura ambiente varía entre
15° y 30° estrato superior de la laguna suelen desarrollarse poblaciones de algas
microscópicas (clorelas, euglenas, etc) que, en presencia de la luz solar, producen
grandes cantidades de oxígeno, haciendo que haya una alta concentración de
oxígeno disuelto, que en muchos casos llega a valores de sobresaturación. La parte
inferior de estas lagunas suele estar en condiciones anaerobias. Estas lagunas con
cargas orgánicas bajas reciben el nombre de facultativas.(Romero,2005).
Cuando la carga orgánica es muy grande, la DBO5 excede la producción de oxígeno
de las algas y la laguna se torna totalmente anaerobia. Conviene que las lagunas
de estabilización trabajen bajo condiciones definidamente facultativas o
definidamente anaeróbicas ya que el oxígeno es un tóxico para las bacterias
anaerobias que realizan el proceso de degradación de la materia orgánica; y la falta
de oxígeno hace que desaparezcan las bacterias aerobias que realizan este
proceso. (Peña, 2003).
Por consiguiente, es recomendado diseñar las lagunas facultativas (a 20°C) para
cargas orgánicas menores de 300 Kg DBO/ha/día y las lagunas anaerobias para
cargas orgánicas mayores de 1000 Kg DBO/ha/día. Cuando la carga orgánica
aplicada se encuentra entre los dos límites antes mencionados se pueden presentar
problemas con malos olores y la presencia de bacterias formadoras de sulfuros. El
límite de carga para las lagunas facultativas aumenta con la temperatura. (Romero,
2005).
Las aguas residuales deben ser introducidas en la laguna debajo de la superficie a
una cierta distancia de su borde. Es aconsejable que sean previstas de dos ó más
entradas a través de tuberías y la salida sea instalada lo más distante posible de la
más próxima entrada. La salida de las lagunas debe estar ubicada en sentido
contrario a la dirección de los vientos dominantes y así facilitar la disminución de
materiales flotantes hacia el cuerpo receptor. Las corrientes de agua inducidas por
los vientos son más propensas a la formación de cortocircuitos de lo que
propiamente son las posiciones relativas de entrada y salida. Lagunas con formas
irregulares, también contribuyen para la formación de cortocircuitos (Mendonça,
1999).
El efluente puede ser controlado y diseñado específicamente para el reuso en
actividades como acuicultura y agricultura (riego). Es necesario conocer las
características del efluente requerido para el uso específico determinado, con el fin
de controlar las variables que afecten (Valencia, 2010).
Actualmente se tienen construidas lagunas de estabilización en Estados Unidos,
México, Centroamérica, el Caribe, Sudamérica (Brasil, Argentina, Perú, Chile,
Bolivia, Colombia y Venezuela), en Europa, Australia, Tailandia y África
principalmente para pequeñas poblaciones (200 – 50.000 habitantes). En México
se encuentran construidas 497 lagunas de estabilización que representan el 54%
de las plantas de tratamiento construidas en el país. Los problemas más comunes
encontrados por el IMTA durante la evaluación y visitas a lagunas de estabilización
ubicadas en diferentes regiones de México fueron: Criterios obsoletos, estructuras
de entrada y salida que generan zonas muertas y cortocircuito, capacidad de
tratamiento rebasada, falta de operación y mantenimiento entre otros (Escalante,
2000).
En Colombia las lagunas de estabilización, es común encontrarlas como sistemas
de tratamiento de aguas residuales y producto de diferentes actividades. En la
Sabana de Bogotá, en el municipio de Chía se ha construido una laguna anaerobia
seguida de una facultativa con resultados de remoción de CF del 64% en la laguna
anaeróbica, 90% en la facultativa para una remoción total del sistema del 97%. En
Valledupar en dos (2) lagunas facultativas de 8.4 Ha. y 9.35 Ha. respectivamente,
se han encontrado remociones de CF promedio de 89% y 91% en cada laguna para
un total del 99% del sistema, 12 y 31% para SS, total del sistema 39% y DBO 73 y
4% respectivamente para un total del sistema de 74% (Romero, 2005).
En el Valle del Cauca las aguas residuales domesticas de los municipio de Ginebra,
Guacarí, Toro, Roldanillo y Villacarmelo son tratadas en sistemas compuestos por
lagunas anaerobias y facultativas; las de papeleras Cartón Colombia y Propal, por
lagunas de estabilización que incluyen lagunas aireadas; la mayoría de los ingenios
azucareros tratan las aguas residuales de las plantas productoras de azúcar en
lagunas de estabilización que en algunos casos incluyen lagunas aireadas. Los
efluentes de los sistemas de lagunas para aguas residuales domesticas y los de los
ingenios azucareros son reutilizadas en riego de caña de azúcar (Valencia, 2000).
La propuesta radica que para caudales menores generados en diferentes
actividades del campo podamos a través de un tratamiento primario (Pozos séptico)
más un lecho bacteriano podamos remover ceca del 80% de DBO5 y un 90% de
SST y pasando por un tratamiento con lagunas de estabilización reducimos a la mas
mínima carga contaminante dándole a esta agua u reuso de tipo agrícola, piscícola
o para riego y en ultimas consecuencias de sequia como reservorio para diferentes
actividades humanas.
MARCO LEGAL
El siguiente marco normativo, comprende la legislación expedida para regular el uso
del agua, establecer el manejo de vertimientos, y definir los instrumentos
económicos, administrativos e institucionales necesarios para la ejecución de las
políticas.
Decreto 2811 de 1974: Código Nacional de Recursos Naturales
Renovables.
Decreto 1541 de 1978: Por el cual se reglamenta la parte III del libro II del
Decreto-ley 2811 de 1974 “De las aguas no marítimas” y parcialmente la Ley
23 de 1973.
Ley 9 de 1979: Conocida como Código Sanitario Nacional.
Decreto 1594 de 1984: Norma reglamentaria del Código Nacional de los
Recursos Naturales y de la ley 9 de 1979 en cuanto a usos del agua y
residuos líquidos.
Constitución Política de 1991: Artículos 49, 78, 79, 80 y 366.
Ley 99 de 1993: Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente.
Ley 373 de 1997: Ahorro y uso eficiente de agua.
Decreto 901 de 1997: Por medio del cual se reglamentan las tasas
retributivas.
Resolución 273 de 1997: Por la cual se fijan las tarifas mínimas de las
tasas retributivas por vertimientos líquidos para los parámetros Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO) y Sólidos Suspendidos Totales (SST).
Resolución 1096 de 2000: Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable
y Saneamiento Básico. TITULO E: Tratamiento de aguas residuales.
El documento CONPES 3177 de 2002, mediante el cual se busca formular
el Plan nacional de Manejo de Aguas Residuales (PMAR) con el fin de
promover el mejoramiento de la calidad del recurso.
Resolución 631/15, mediante el cual se estipula valores permitidos por cada
carga menor o igual a 625 kg/día DBO para DQO es 200 kg/día, DBQ5 90
kg/día y SST 100 kg/día para aguas residuales domésticas.
DISCUSION
Las aguas residuales producidas en la Isla de San Andres, contienen una serie de
componentes comunes de las aguas residuales de tipo doméstico, descartando las
cargas a la red de efluentes industriales y agrícolas de alto contenido de
contaminantes químicos, lo que genera menor riesgo de afectación al mar y un
funcionamiento más efectivo y eficiente del emisario submarino.
Sin embargo el manejo actual que se le está dando a las aguas residuales en el
departamento no es el adecuado debido a que no se realiza un tratamiento que
reduzca los factores de riesgo a la salud y medio ambiente, puesto que la descarga
generada por el emisario solo remueve solidos de gran tamaño y no se efectúa
ningún tratamiento que reduzca los posibles contaminantes, afectando el borde
litoral costero, con altas cargas de nutrientes que afectan arrecifes de coral y otros
organismos.
Sin lugar a dudas la mejor alternativa teniendo en cuenta que en la isla no existe
una red de alcantarillado que cubra la demanda del servicio y aparte hay centros
poblados alejados del casco urbano que cuentan con diferentes niveles freáticos e
inclinaciones (pendiente), que no benefician el sistema actual implementado
(Bombeo hacia el emisario submarino), se podría realizar la propuesta de
implementar tratamientos residenciales descentralizados teniendo en cuenta que el
agua residual aportada al sistema tiene características propias que se pueden
aprovechar para riego e infiltración natural pos tratamiento. Este puede constar de
tratamiento de agua primario y secundario:
1. Separación de aguas grises de las negras.
2. Tratamiento de aguas grises mediante trampas de grasa, sedimentación,
filtrado y recirculación para el sistema de descargas locales a las tazas
sanitarias y riego de zonas verdes.
3. Las aguas negras ingresan al sistema de tratamiento que consta de un pozo
séptico, filtro anaerobio ascendente, lecho de filtración con capas y carbón
activado, que sea aprovechable en cubierta vegetal aprovechable autóctona
de la región (Plátano, Mango, Fruta de pan, Guayaba etc.).
Los beneficios serian, la realización de un tratamiento desde los hogares, con baja
inversión inicial y con una seguridad alimentaria futura para la familia, con posible
rentabilidad económica.
Las políticas, programas, planes, proyectos y acciones que se emprendan en el
departamento de San Andrés, deben re- direccionarse de cara al modelo de
desarrollo socio económico, sostenible y humano en prode la Reserva de Biosfera
Seaflower.
Cuando se realiza una revisión teórica del sistema de tratamiento de aguas
residuales de la ciudad de Ibagué a nivel general la planta de tratamiento El tejar
recibe aguas con carga contaminante provenientes de la zona rural aledaña
proveniente del cañón del río Combeima de los corregimientos de Juntas, Villa
Restrepo, Pastales, tres esquinas y la ciudad de Ibagué, esta planta está ubicada a
las afueras de la ciudad por los olores putrefactos que esta genera pero es parte del
proceso de depuración de estas aguas , el proceso inicia con un sistema primario
en el que un sistema de rejillas captura los residuos sólidos, remoción de arenas y
gravas por medio de desarenadores con instalaciones adicionales para flujos pico,
en una segunda etapa se hace la remoción de patógenos con el fin de controlar
coliformes y así mejorar la calidad de éste para ser aprovechada en otras
actividades como los sistemas de riego.
De acuerdo a los registros obtenidos la depuración de aguas residuales domésticas
se encuentra dentro de los rangos permitidos pero se puede mejorar la eficiencia
en los procesos de sedimentación ya que de un 90 por ciento rango máximo
permitido depura en un 86% de los sólidos suspendidos lo que lo hace un sistema
eficiente mientras que las demandas DBO y DQO estos porcentajes de remoción
son menos eficientes ya que cuando se analiza los rangos permitidos en la norma
y si se tiene en cuenta los valores de DBQ5 con un valor de 72,7 y DQO 58,6 estos
sistemas son menos eficientes dentro de los registros obtenidos.
CONCLUSIONES
1.-En el caso de San Andrés, se debe implementar un sistema de tratamiento de
lodos con el fin de reducir la carga orgánica de las aguas residuales para que estas
no generen daños irreversibles sobre el ecosistema marino.
2.- La gran cantidad de grasas y de material solido que se saca del proceso en las
PTAR, evidencia una falta de educación ambiental en los hogares, por lo cual es
importante empoderar a cada unidad familiar mediante programas, de forma tal que
este proceso de tratamiento sea optimizado.
3.-Las ciudades deben realizar un gran esfuerzo desde el punto de vista económico
y de articulación con todos los actores implicados en el saneamiento, para
materializar más y mejores plantas de tratamientos de manera que mejore la
eficiencia del proceso y el cubrimiento de la totalidad de aguas residuales
producidas en estos centros urbanos. Para la ciudad de Ibagué si se hace más
eficiente este proceso, se tienen posibilidades de reutilización del agua en la
agricultura como riegos para cultivos como arroz.
4.-Las políticas, programas, planes, proyectos y acciones que se emprendan en
Bogotá, San Andrés e Ibagué, deben re- direccionarse de cara al modelo de
desarrollo socio económico, sostenible y humano de la protección del medio
ambiente.
5.-Con tratamiento primario como unidad principal el pozo séptico mas una unidad
de lecho bacteriano de flujo ascendente se busca una remoción del 80% en DBO y
del 90% en Sólidos Suspendidos –SS- para que cumpla con las condiciones
ambientales necesarias para poder verter a la una fuente de agua; con la laguna
facultativa se logra una eficiencia de la remoción del 75%, reduciendo a la mínima
concentración de DBO y SST; además, de una reducción considerable de
microorganismos.
6.-Las áreas de la laguna facultativa en el diseño alcanzan tales tamaños, se puede
utilizar como reservorio en condiciones ambientales para superar las crisis en
tiempos de verano y sequia.
7.-Para que estos sistemas sean funcionales se deben construir y operar con las
recomendaciones de diseño, por ejemplo el correcto manejo de material sobrantes,
manejo y secado de lodos y mantenimiento de los pozos sépticos y lechos
bacterianos.
8.-Para justificar este proceso se deberá tener en cuenta las realidades
colombianas y las características y condiciones físicas, sociales, culturales,
económicas, ambientales e institucionales de las diferentes regiones del país y de
los estratos socioeconómicos, así como las características específicas de la
localidad y la comunidad a servir.
9.-Se recomienda que estos tipos de sistemas cuenten con un manual de operación,
diseñado para que los habitantes de la zona en su grado de escolaridad pueden
interpretarlos y aplicarlo a través de la capacitación continua.
10.-Para estas zonas la autosostenibilidad de los sistemas depende de la buena
organización por parte de la comunidad; como usuarios constitucionalmente y
legalmente están autorizados para conformar microempresas comunitarias y a
través de una cuota familiar mensual captar recursos para la administración y
operación del sistema.
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