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AAAAAdapdapdapdapdaptttttacin de un sisacin de un sisacin de un
sisacin de un sisacin de un sistttttema de trema de trema de trema
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comunidad urbana de Lacabamba, residuales en la comunidad urbana de
Lacabamba, residuales en la comunidad urbana de Lacabamba,
residuales en la comunidad urbana de Lacabamba, residuales en la
comunidad urbana de Lacabamba, reginegineginegineginAncash -
PAncash - PAncash - PAncash - PAncash - Pererererer,,,,, usando t
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arecnologas de humedales arecnologas de humedales arecnologas de
humedales arecnologas de humedales
artiftiftiftiftificialesicialesicialesicialesicialesAdaptation of a
waste water treatment system in the urban community of
Lacabamba,
Ancash region, Peru, using the artificial wetlands
technology
Daniel Lovera D.*, Lawrence Quipuzco U.**, Gaudencio Laureano
V.**, Carolina Becerra M.**, Nadezhda D.Valencia P.**
RESUMEN
El presente artculo presenta los resultados obtenidos en la
investigacin realizada por el Instituto de Investigacin de
laFacultad de Ingeniera Geolgica, Minera Metalrgica y Geogrfica de
la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (IIGEO -UNMSM), en el
distrito de Lacabamba en el proyecto Adaptacin de un sistema de
tratamiento de aguas residuales en lacomunidad urbana de Lacabamba,
Regin Ancash, Per; Usando tecnologas de humedales artificiales.
Este proyecto fueseleccionado en el 2003, por el Programa Pequeos
Fondos Competitivos para Investigacin del Secretariado de Manejo
delMedio Ambiente para Amrica Latina y Caribe, SEMA / EMS y del
International Development Research Centre, IDRC deCanad. La
Convocatoria 2003 del SEMA - IDRC se centr en el uso sustentable
del agua en las reas urbanas.
Este proyecto tuvo como objetivo implementar y evaluar el
sistema integral de manejo de aguas residuales en la comuni-dad
urbana de Lacabamba, mediante el uso del sistema de humedales
artificiales para tratar las aguas y su reutilizacin enun biohuerto
comunal, como una tecnologa innovadora para reducir, la
contaminacin de las fuentes superficiales de agua;proteger la salud
de los habitantes y evitar el deterioro del medio ambiente; as como
involucrar a la poblacin en su Plan deDesarrollo Sostenible al 2015
del distrito de Lacabamba y participe activamente en los programas
de sensibilizacin ycapacitacin del proyecto de Investigacin.
Palabras clave: Humedal artificial, Reuso de aguas residuales
tratadas, Biohuerto comunal.
ABSTRACT
The present article presents the results obtained during the
process of study and investigation carried out by the
ResearchInstitute of the Faculty of Geological, Geographical,
Metallurgical and Miner Engineering of the San Marcos National
University(IIGEO - UNMSM) and the urban community of Lacabamba in
the project Adaptation of a waste water treatment system inthe
urban community of Lacabamba, Ancash region, Peru, using the
artificial wetlands technology, project selected for itsfinancing
in the last 2003 call of the Small Competitive Funds Program for
Investigation of The Environmental ManagementSecretariat for Latin
America and the Caribbean - EMS and of the International
Development Research Centre, IDRC ofCanada. The 2003 call of the
EMS - IDRC was about the sustainable use of the water in the urban
areas. This project had asobjective to implement and to evaluate an
integral system of management of residual water in the urban
community ofLacabamba by means of use of the systems of artificial
wetlands to treat the water and its reuse in a community
bio-vegetable garden, as an innovative technology to reduce the
contamination of the superficial sources of water, to protect
thehealth of the people and to avoid the deterioration of the
environment; as well as to sensitize to the population so that to
beinvolved in the elaboration of the 2015 Sustainable Development
Plan of the District of Lacabamba.
Keywords: Artificial wetland, Wastewater reuse, Community
bio-vegetable garden.
* Director del IIGEO - UNMSM. E-mail: [email protected]**
Consultor del IIGEO - UNMSM. E-mail:
[email protected]
Revista del Instituto de Investigaciones FIGMMG Vol. 9, N 18,
32-43 (2006) UNMSM ISSN: 1561-0888 (impreso) / 1628-8097
(electrnico)
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FIGMMG
DANIEL LOVERA D. ET AL.
ANTECEDENTES
El proyecto Adaptacin de un Sistema de Trata-miento de Aguas
Residuales en la Comunidad Urba-na de Lacabamba, Regin Ancash, Per;
Usando Tec-nologas de Humedales Artificiales fue selecciona-do en
la convocatoria 2003 por el Programa Pe-queos Fondos Competitivos
para Investigacin delSecretariado de Manejo del Medio Ambiente
paraAmrica Latina y Caribe (SEMA / EMS) y delInternational
Development Research Centre, IDRCde Canad.La Convocatoria se centr
en el tema de Asociacio-nes Multisectoriales para la Gestin
Sustentable delAgua en las ciudades de Amrica Latina y el Cari-be:
Nuevos modelos institucionales para la gestinambiental urbana.El
presente artculo presenta los resultados de lainvestigacin
realizada por el Instituto de Investiga-cin de la Facultad de
Ingeniera Geolgica, MineraMetalrgica y Geogrfica de la Universidad
Nacio-nal Mayor de San Marcos (IIGEO UNMSM) en eldistrito de
Lacabamba.
INTRODUCCIN
Lacabamba, es un distrito de 180 km2, se ubica en lamicrocuenca
del ro Conchucos, en la cordillera ne-gra de los Andes del Norte
del Per (Foto 1), tieneuna altitud promedio de 3346 msnm, sus
coordena-das son de 81530" de latitud Sur y 775510" delongitud
Oeste. Se caracteriza por su clima templadoen la regin Quechua y
fro en la zona de Puna, sutemperatura flucta entre los 10 y 20 C,
tiene abun-dantes precipitaciones en los meses de enero a
abril.Lacabamba tiene una poblacin de 3450 habitantes,su actividad
econmica es la agricultura tradicionaly de autoconsumo.Por el
Convenio Marco firmado entre la Municipali-dad y UNMSM (IIGEO), en
el ao 2003, se elabo-r el Plan de Desarrollo del 2003 al 2012 con
laparticipacin activa de la poblacin.
En el contexto del PDSL, el IIGEO-UNMSM, pre-senta el proyecto
Adaptacin de un sistema de tra-tamiento de aguas residuales en la
comunidad urba-na de Lacabamba, Regin Ancash, Per; usandotecnologas
de humedales artificiales, al Secreta-riado de Manejo del Medio
Ambiente para AmricaLatina y Caribe (SEMA / EMS) y del
InternationalDevelopment Research Centre, IDRC de Canad, yes
seleccionado.El proyecto se ejecut con la firma de un Convenioentre
SEMA / EMS en nombre del InternationalDevelopment Research Centre,
IDRC; y las autori-dades de la Municipalidad del distrito de
Lacabambaen el 2005.La investigacin aplicada se inici coordinando
conlas autoridades del municipio para que se desarrolleel proyecto:
Adaptacin de un sistema de trata-miento de aguas residuales en la
comunidad urbanade Lacabamba, Regin Ancash, Per; usando tecno-logas
de humedales artificiales, y por otro lado larealizacin de la
Consulta Ciudadana, (aprobacindel Plan de Desarrollo Sostenible del
Distrito deLacabamba al 2012), permiti presentar el proyec-to de
investigacin, a la poblacin como un logro delos talleres
participativos desarrollados durante losaos 2002 al 2004.
OBJETIVOS
Objetivo general
Implementar y evaluar un sistema integral de ma-nejo de aguas
residuales en la comunidad urbana deLacabamba mediante el uso de
sistemas de humedalesartificiales para tratar las aguas servidas y
sureutilizacin en un biohuerto comunal, como unatecnologa
innovadora y limpia para reducir la con-taminacin de las fuentes
superficiales de agua, pro-teger la salud de los habitantes y
evitar el deteriorodel medio ambiente.
Objetivos especficos
Implementar y evaluar un sistema innovador detratamiento de
aguas residuales de alta eficien-cia, fcil manejo y bajo costo en
la comunidadurbana de Lacabamba, a travs de la construc-cin de un
humedal artificial horizontal de flujosubsuperficial.
Instalar y evaluar nuevas opciones para lareutilizacin de las
aguas residuales tratadas delhumedal en un biohuerto comunal, con
el prop-sito de ofrecer al proyecto un concepto integraldel manejo
de las aguas residuales.
Establecer coordinacin interinstitucional, parala sostenibilidad
del sistema de tratamiento yFoto 1. Vista panormica de la comunidad
urbana de Lacabamba.
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FIGMMG
ADAPTACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA
COMUNIDAD URBANA DE LACABAMBA, REGIN ANCASH - PER; USANDO
TECNOLOGAS DE HUMEDALES ARTIFICIALES
reuso de aguas residuales, sensibilizacin y capa-citacin de la
educacin local y participacin dela poblacin en el cuidado del
ambiente y en laconstruccin del Plan de Desarrollo Sostenibledel
Distrito de Lacabamba al 2015.
INICIO DEL PROYECTO
El equipo tcnico de IIGEO-UNMSM inspeccion:el terreno a 300 m
del centro urbano, cerca al tan-que de aguas residuales, cedido por
el municipio deLacabamba para instalar el humedal artificial
ybiohuerto comunal (Foto 2).El tanque de aguas residuales se detect
en mal es-tado, sin expediente tcnico; este fue construido en1996
por el Fondo Nacional de Compensacin yDesarrollo Rural - FONCODES
(Presidencia de laRepblica), se plante redisearlo para reserva
ytratamiento primario de las aguas residuales paraabastecer el
humedal artificial que se construira.
residual. El tanque recibe un caudal entre los 104-106 m3/da, de
aguas residuales domsticas de unapoblacin de 1300 personas.
Lecho de secado de lodos
El lecho de secado de lodos tiene una rea de 110 m2de A x L x p
= 10 x 11 x 0.6 m.La tubera de 6" de dimetro de PVC conexiona
eltanque con el lecho que alimenta a cuatro puntos,cada uno de las
cuales tiene su respectiva loza. Ellecho consta de dos tuberas de
salida que evacanlas aguas a una acequia colindante. Este lecho
desecado, por falta de mantenimiento, estaba saturadocon lodo y
vegetacin, desconocindose laconformacin del medio filtrante, y no
cumpla losrequerimientos mnimos para el cual fue construido.(Foto
3).
Descripcin del tanque
El tanque es de concreto armado de 4.5 m de largo,3,5 m de ancho
y 4 m de profundidad, tiene unatubera de entrada al tanque de 6" de
dimetro dePVC dos tuberas de salida de PVC localizadas a2,0 m del
nivel superior del tanque. De salida tienedos tuberas de PVC de 6"
de dimetro, llave de 6",despus de la llave no existe tubera de
evacuacin.La otra tubera de salida tambin de 6" de PVC seencuentra
a 3.70 m desde el nivel superior del tan-que. A la salida de sta,
la tubera se interconexionacon un lecho de secado de lodos
localizado a 5 m dedistancia del tanque.Como el tanque no trata las
aguas residuales, todoel caudal que entraba al tanque sala por la
tuberaal lecho de secado, sin llenar el tanque, por lo quese
constitua slo en un receptor de paso del agua
Foto 3. Acumulacin de lodo, agua y vegetacin en el lecho de
seca-do de lodos antes del inicio del proyecto.
Evaluacin
El equipo tcnico realiz los clculos de diseo de-terminando que
el tanque poda soportar el trata-miento de 104-106 m3/da, de aguas
residuales, dis-ponindose: Sacar la llave 6" del tanque, para su
manteni-
miento verificando su buen estado y se instal enla tubera de
salida del tanque hacia el lecho desecado, cerrando la llave para
almacenar 23 m3,lo que permitir el tratamiento primario de lasaguas
residuales mediante el proceso de sedimen-tacin y decantacin de
slidos. Previamente seinstal otra salida a travs de una red de
tube-ras de PVC de 6" de dimetro ubicada a 2.55 mdebajo de la parte
superior del tanque, para queuna vez llenado el tanque evace las
aguasresiduales mejoradas hacia la acequia. Compro-bado el
funcionamiento y llenado del tanque, seprocedi a instalar otra
salida a travs de unatubera de PVC de 2" de dimetro y una
llavecompuerta que abastecer de agua residual alhumedal
artificial.
Foto. 2. Inspeccin del tanque Imhoff y el lugar del proyecto por
elequipo tcnico IIGEO - UNMSM.
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FIGMMG
DANIEL LOVERA D. ET AL.
En el lecho de secado de lodo, se retir el lodo yla vegetacin
que haba all y se coloc capas defiltro de arena y grava.
METODOLOGA
La propuesta estuvo conformada por tres compo-nentes que se
desarrollaron a travs de las siguientesactividades:
Implementacin y evaluacin del humedalartificial
Trabajos previos
Se identific el lugar donde se instalara el hume-dal artificial,
el terreno tena una pendiente 12%por lo que se consider excavar y
construir un terra-pln con la tierra excavada y con piedras
formarmuros de sostenimiento en los lados del humedal(vase Foto 4).
En campo se dimension el humedalde A x L x p = 6.5 x 9.0 x 0.45
m.As mismo se determin el uso de materiales del lugar,como: 11.934
m3 de piedra chancada, 5.616 m3 de arenagruesa, 7.02 m3 de
confitillo, 130 m2 de geomembranade PVC, 88 m2 de geotextil,
tuberas de PVC 2", llavescompuertas, pegamento, mallas, otros.
en el sentido del flujo de 1% para asegurar una bue-na capacidad
hidrulica. La base y los taludes delhumedal est revestidas con
geomembrana de PVCde color negro de 0,5 mm de espesor como
imper-meable y encima un geotextil Pavco NT 3000 comorefuerzo para
la distribucin de cargas del mediofiltrante (Foto 5).
Foto 4. Construccin de muros de sostenimiento en las paredes
delhumedal.
DiseoLas caractersticas y parmetros de diseo que presen-ta el
humedal horizontal se presentan en el Cuadro 1.
Instalacin del humedal artificialEl humedal construido en la
comunidad urbana deLacabamba es de flujo horizontal subsuperficial,
deun rea total de 58,5 m2, con A x L x p = 6,5 x 9,0x 0,45 m y
borde libre de 0,33 m. La superficie delsuelo del humedal tiene una
pendiente descendente
Cuadro 1. Estimacin de los parmetros de diseo del humedal
enLacabamba.
Foto 5. Colocacin de la geomembrana de PVC y del geotextil.
N Parmetros de diseoHumedal
horizontal1 Flujo Subsuperficial
2 Seccin superficial Subsuperficial
3 rea superficial (m2) 58,5000
4 Profundidad (m) 0,4500
5 Porosidad del medio 0,4876
6Volumen efectivo (m3)(3" x 4" x 5")
12,8400
7 Tiempo de retencin (d) 4,2800
8 Caudal ( m /d) (6/7)3 3,0000
9Tasa de aplicacin hidrulica (m /m - d) (8/3)3 2 0,0500
Teniendo en cuenta los criterios de diseo, el medioporoso est
constituido por un substrato de grava yarena usando 3 tamaos de
material dispuestos des-de el fondo hacia arriba: piedra chancada
(1" de )con una altura de 0,15 m; confitillo (3/8") con unaaltura
de 0,10 m; arena gruesa con una altura de0,15 m y confitillo (3/8")
con una altura de 0,05 m.(Foto 6).
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FIGMMG
ADAPTACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA
COMUNIDAD URBANA DE LACABAMBA, REGIN ANCASH - PER; USANDO
TECNOLOGAS DE HUMEDALES ARTIFICIALES
En la cabecera del humedal se instal un sistema deingreso de
agua a travs de un codo y una tuberade PVC transversal perforada
con el objetivo de dis-tribuir el agua de modo uniforme. Esta
tubera secubri con una capa de grava de 1/2" de dimetro.Igualmente
la tubera que recoge el agua residualtratada est conformada por una
tubera de PVC de2" de dimetro con perforaciones de 10 mm de
di-metro recubierta con una capa de 1" de dimetro.La entrada de
agua residual al humedal se regulpor medio de una llave compuerta
de 2" de dime-tro. El humedal se construy para operar un
flujopromedio de 3 m3/da.La carga hidrulica o tasa de aplicacin
hidrulicaen el humedal es de 0,051 m/da, con una capacidadde
almacenamiento de 12,84 m3 de agua residual.En el humedal se sembr
rizomas de carrizo o caabrava, con una tasa de transplante de
rizomas de 5plantas/m2, para que garantice una buena cobertu-ra a
los tres o cuatro meses de sembro (Foto 7).
Monitoreo del humedal artificial Anlisis del agua residual
Se evalu los parmetros del afluente y efluentedel sistema como:
slidos suspendidos, bioqumicade oxgeno, nitrgeno total, fsforo
total ycoliformes fecales, para determinar la eficienciade remocin
de contaminantes en las aguasresiduales del sistema de humedales.
Se tomaronmuestras durante los meses de octubre y diciem-bre del
2005. Los monitoreos se realizaron: el 18de octubre, 15 de
noviembre y 08 de diciembredel 2005.
Vegetacin en el humedal artificialLa observacin del color,
fortaleza y tamao delas plantas fue importante para determinar
latendencia de crecimiento y de adaptacin de loscarrizos.
BIOHUERTO COMUNAL
Trabajos previosPara instalar el biohuerto comunal, se realiz
unaencuesta participativa, en el distrito de Lacabamba,durante la
apertura de la Consulta Ciudadana, conel objetivo de identificar
los tipos de cultivos.Por la sugerencia de la mayora de la poblacin
sesembrara hortalizas y plantas aromticas en elbiohuerto,
considerando que en la investigacin seanalizara el comportamiento
de las plantas regadascon aguas tratadas del humedal, pero adems
sesembrara plantas ornamentales y plantas madererascomo una
alternativa.En el aspecto ambiental, se recab informacin so-bre la
textura del suelo y la disposicin del terrenoa la labranza,
asimismo, en campo se tomaron tresmuestras de suelo, cada una de
1kg de peso, paraanalizarlas en el laboratorio de Anlisis de
Suelosde la Universidad Nacional Agraria La Molina-UNALM, como
resultado se clasifica un suelo Fran-co-Arcilloso (FA), con alto
contenido de materiaorgnica (80%) y una ligera tendencia a la
acidez.Por otro lado, en el 50% del rea asignada albiohuerto nos
encontramos con dificultades en elnivel fretico a una profundidad
de 50 cm. Este he-cho condujo al movimiento y labranza del suelo
yposterior secado al sol, durante perodos entre 15 a30 das. Por un
proceso regular de concertacin tc-nica, se sugiri tomar 190 m2, de
los cuales 130 m2restantes seran empleados como lotes de
investiga-cin adjunto al proyecto.
Foto 6. Colocacin del medio filtrante en el humedal.
Foto 7. Vista del humedal artificial con carrizos sembrados.
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DANIEL LOVERA D. ET AL.
DiseoCon la seleccin del rea y considerados los
factoresambientales, se realiz la distribucin espacial delos lotes
con su correlativo sistema de siembra ysistema de riego
tecnificado, determinndose distri-buir tres zonas: con los cultivos
de hortalizas y/oaromtica, planta ornamental y planta forestal.En
cuanto al sistema de riego se opt por el SRLAF(goteo), con tres
tipos de goteros (regulables,autocompensados y piquetas).
InstalacinSe inicia con la delimitacin del rea: 190 m2,
divi-didas en tres mdulos de cultivo, de 8x10, 9x10 y2x10 m2. El
proceso de labranza incluye: Limpieza: Retiro de escombros,
material inorg-
nico. Deshierbe: Retiro de malezas y hongos. Nivelacin: El
terreno del huerto no estuvo ali-
neado, se nivel para que el riego fuera ptimo. Apertura de
canales de drenaje: Se apertur 3
drenes de 70 cm de profundidad y de 20 m delongitud, para la
evacuacin simultnea del aguafretica.
Relleno: Al 30% del rea del biohuerto, se incor-por tierra seca
proveniente del lecho de secadodel tanque.
Abonado: Se incorpor 200 kg de abono de car-nero de la zona.
Preparacin de surcos: Se trazaron 37 lneas de10 m de longitud,
separadas cada 50 cm.
Montaje del SRLAF (goteo): Se instalaron 37mangueras PEBD 16 mm,
de 10 m c/u, con emi-sores insertados cada 30 cm, para los casos
degoteros regulables y autocompensados y 10 cmde separacin entre
plantas, para el caso de fo-restales.
Los goteros regulables y las piquetas arrojan la can-tidad de
agua de acuerdo a la duracin del riego, noteniendo un promedio
estimado estndar.En el caso de goteros autocompensados, la
descargaaproximada es de 0.10 L/h. Estas mangueras se co-nectaron a
una tubera de conduccin PEBD 32 mm,la que a su vez, est conectada
al cabezal hidrulicodel sistema.El cabezal hidrulico, tiene un
manmetro de glice-rina, filtro de mallas 120 mesh, vlvula de
apertura,codo y uniones roscadas. Este cabezal se conecta auna
tubera de salida del humedal de 2". Una vezque se conecta a la
tubera de conduccin principal,se reduce a 1" (Fotos 8 y 9).
Siembra: Previo a esta etapa, durante cuatro se-manas, se
almacigaron las semillas de hortalizas,aromticas y forestales.
Hortalizas, se combin sustrato de lodo (Lechode secado) y abono
de carnero, para la lechugavariedad Viroflax, la lechuga de mesa y
espina-ca, con 90% de germinacin; betarraga con 85%de
germinacin.
Aromticas, no germin debido a los cambios detemperatura.
Forestales se almacig semillas de pino radiata,emplendose
sustrato y humus de lombriz,logrndose 80% de germinacin. Segn los
estudiosindicados por la UNALM, esta variedad de pinoes ptima para
la sierra del Per, a altitudespromedio entre 2800 a 3400 msnm (Foto
10).
Las plantas ornamentales, as como las variedadesde geranio y
gladiolo, se sembraron en forma direc-ta al suelo.Lograda la
germinacin de un 60% de semillasalmacigadas, se procedi al
transplante en campo,con separacin entre 10 y 30 cm segn la
especie, a
Foto 9. Mangueras con goteros en los surcos del biohuerto.
Foto 8. Vista de llave y filtro de malla instalado en la salida
del hume-dal artificial.
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FIGMMG
ADAPTACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA
COMUNIDAD URBANA DE LACABAMBA, REGIN ANCASH - PER; USANDO
TECNOLOGAS DE HUMEDALES ARTIFICIALES
lo largo de los 37 surcos, correspondiendo un 60% ahortalizas,
20% a plantas ornamentales y el 20% aplantas forestales.
de regado y proteccin del ambiente, y la im-portancia del Plan
de Desarrollo Sostenible deldistrito.
Talleres de capacitacin
La capacitacin se realiz para los docentes, loscomuneros, los
alumnos de primaria y secundaria,los barrios lacabambinos y los
talleres prcticos conlos comuneros que trabajaron en el
proyecto,tratndose diversos temas de acuerdo al estratosocial: A
Docentes de la Institucin Educativa, se les
dict el Curso-Taller: La educacin y el desa-rrollo sostenible,
tratndose temas de educa-cin y desarrollo sostenible; importancia
de laplanificacin estratgica; los recursos naturalesy el cuidado
del ambiente; diagnostico ambien-tal participativo; identidad,
valores y liderazgo;agricultura ecolgica y biohuerto comunal; y
elcuidado del ambiente y el tratamiento de las aguasresiduales
(Foto 11).
Foto 10. Vista del riego presurizado en almcigos de pino.
El riego recomendado, durante el verano, es segnel tipo de
cultivo; en el caso de hortalizas, es 3 vecespor semana; en
ornamentales y las forestales, 2 ve-ces por semana. Durante el
invierno, hortalizas po-drn ser regadas 2 veces por semana.
Forestales, 1vez por semana.Una vez instalado el huerto se puso en
funciona-miento el SRLAF, verificndose su buen funciona-miento.
MonitoreoEsta fase se ejecuta desde la instalacin del
biohuerto,los almcigos, hasta la recoleccin de muestras deplntulas
transplantadas, con 12 a 14 semanas dedesarrollo vegetativo para
los anlisis en el que secaracterizara el suelo con y sin abono
orgnico y elagua proveniente del humedal artificial.
Sensibilizacin, capacitacin y asistenciatcnica
Talleres de sensibilizacin
En los talleres de sensibilizacin, particip la po-blacin de los
anexos y de la capital del distritode Lacabamba, las autoridades
del municipio, lagobernacin, el juez de paz, los docentes y
alum-nos de la institucin educativa, el club de ma-dres, las madres
del vaso de leche y del comedorpopular, y toda la sociedad civil.En
los coloquios y charlas, se trat sobre: el pro-yecto de
Investigacin: Instalacin de un hu-medal artificial, el tratamiento
de aguas residualese instalacin de un biohuerto, nuevas tcnicas
Comunidad campesina, particip en las charlas,conferencias y
coloquios sobre Plan de desarrollosostenible del distrito, la
realizacin de proyec-tos de desarrollo y la aplicacin del Proyecto
deInvestigacin.
Alumnos de primaria y secundaria, participaronen charlas sobre
la Educacin y el desarrollo sos-tenible, la importancia de la
planificacin, iden-tidad y valores, humedales artificiales y
elbiohuerto, complementndose con visitas guia-das al humedal y
biohuerto.
Barrios de Lacabamba, apoyando a las mujeresde los barrios se
realizo charlas y coloquios so-bre, el Plan de Desarrollo
Sostenible y la aplica-cin del Proyecto SEMA.
Foto 11. Profesores de primaria y secundaria asistieron a la
capaci-tacin Inaugurada por el director del IIGEO-UNMSM.
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DANIEL LOVERA D. ET AL.
Talleres terico-prcticos
Considerndose la importancia del proyecto para lapoblacin, en el
rea del humedal y biohuerto, serealiz talleres prcticos, para: Los
comuneros, en labores de construccin del
humedal artificial y la implementacin delbiohuerto comunal,
incluyendo el riego tecnificado(Foto 12).
Los barrios, donde las mujeres instalaron huer-tos caseros para
cultivar hortalizas y frutales,con el objetivo de mejorar su dieta
nutricional yel cultivo de flores para obtener algn
ingresoeconmico.
Las autoridades, para que apoyen y continencon el proceso de
transferencia de tecnologa enla instalacin del humedal, de reuso de
las aguastratadas, sistema de riego y el manejo del culti-vo en el
biohuerto.
Talleres de reforzamiento del saber
La capacitacin de los alumnos y las mujeres,fue reforzada en el
rea del humedal por losprofesores de la Institucin Educativa, como
partedel curso-taller que se dict dentro del proyecto.
RESULTADOS
Humedal artificial
Caracterizacin del agua residual tratadaEn el Cuadro 2 se
muestra el desempeo del hume-dal artificial. En este cuadro se
detallan los valores,promedios representativos de los parmetros
anali-zados a la entrada y salida del humedal artificialdurante el
periodo de remocin del contaminante.
Cuadro 2. Desempeo del humedal artificial (valores promedios
re-presentativos y desviaciones estndar entre octubre y diciembre
del2005).
Foto 13. Charlas, alumnos de primaria y secundaria.
Foto 12. Comuneros participando en la construccin del
humedal.
La Institucin Educativa, a los docentes y alum-nos, se les
explico el proceso de Humedales Ar-tificiales y Biohuerto.
Construccin y operacin del humedal artificialy del biohuerto
comunal, incluyendo el tema decontaminacin del agua y las
posibilidades dereuso de las aguas residuales (Foto 13).
Parmetro Afluente Efluente Remocin
Slidos
suspendidos
(mg/l)
58,5 +/- 14,5 5,7 +/- 4,19 90,26%
DBO5 MG/L 57,7 +/- 33,72 30 +/- 19,9 48%
Nitrgeno
Amoniacal
(mg/l)
4,83 +/- 0,07 5,45 +/- 2,06 - 0,13%
Fsforo Total
(mg/l) 2,2 +/- 0,18 1,2 +/- 0,35 45,45%
Coliformes
Fecales
NMP/100ML
4,02E6 1,50E6 62,70%
El humedal artificial ha demostrado tener una bue-na capacidad
para eliminar slidos en suspensinpor filtracin por parte del
suelo.Con respecto a la remocin de la DBO5, se obtuvouna remocin
del 48%, se espera mejorar este valoren el transcurso de los meses,
cuando se alcance una
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ADAPTACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA
COMUNIDAD URBANA DE LACABAMBA, REGIN ANCASH - PER; USANDO
TECNOLOGAS DE HUMEDALES ARTIFICIALES
cobertura vegetal total, en el humedal y por tanto,una densidad
de races. La densidad de races, favo-recer el crecimiento de
microorganismos, que de-graden la materia orgnica y favorezcan
sumineralizacin ofreciendo estos minerales para elconsumo de las
plantas.En el monitoreo se observ, que en Lacabamba, porel clima
fro con variaciones de temperatura origincierta inoperancia en las
bacterias, y que la activi-dad de los microorganismos es muy lenta,
la mayoreliminacin de materia orgnica se realiz por fil-tracin del
medio y por digestin de la fraccin car-bonada en forma anaerobia
[1] por lo que el rendi-miento para la remocin de la DBO5 tiene
tenden-cia a disminuir en este ambiente.Se considera que una vez
alcanzado el desarrollototal de la vegetacin se podr suministrar un
efec-to de invernadero para ayudar a mantener una camalibre de
helada y asegurando una digestin comple-mentaria de la fraccin
carbonada de forma aerobia[2]. La remocin del nitrgeno amoniacal en
el hu-medal presenta un valor de -0,13%, lo que indicaque el
nitrgeno amoniacal se ha acumulando en elhumedal durante el periodo
de muestreo.Los rendimientos negativos indican la dificultad parala
remocin del nitrgeno amoniacal, debido a lafalta de oxgeno en el
medio, se espera que una vezalcanzada la cobertura vegetal y
radicular del carri-zo, se mantengan las condiciones
secuencialesaerobias y anaerobias, para que las
bacteriasnitrificantes transformen el nitrgeno amoniacal ennitritos
y nitratos en la zona aireada y las bacteriasdesnitrificantes
permitan la transformacin de losnitratos y nitritos en nitrgeno
gaseoso en las zonasaireadas.Particularmente, la remocin del fsforo
con proce-sos de tratamiento de plantas es relativamente dif-cil y
los resultados obtenidos son variables. La re-mocin del fsforo
puede implicar dos fenmenosdiferentes: la absorcin por el suelo y
el consumo delas plantas.La remocin del fsforo en el humedal
construido enLacabamba muestra un valor del 45,45%, conside-rando
incompleto el desarrollo vegetativo del carri-zo durante el periodo
del monitoreo; la eliminacinde fsforo se debi principalmente a la
buena capa-cidad de absorcin del medio filtrante. En este casola
composicin qumica del suelo que favoreci laabsorcin. Cuando se
alcance una cobertura vegetaladecuada, las plantas eliminarn el
fsforo, porquelo absorbern durante su crecimiento.La remocin de
coliformes fecales en el humedal fuede 62,70%, lo que no es
significativo. Particular-mente, en este caso no es apto para el
uso agrcolani acucola, segn las normas sanitarias de la
Orga-nizacin Mundial de la Salud, que recomienda una
directriz sobre la calidad bacteriolgica de una me-dia geomtrica
de 1000 coliformes fecales por cada100 ml, para riego de todos los
cultivos y para reusoen agua de estanques con peces [3]. Se espera
unmejor rendimiento cuando exista un mayor desarro-llo radicular de
las plantas en el humedal.
Adaptacin y crecimiento de la vegetacinSe observ que el
crecimiento del carrizo sembradoen el humedal, se adapt y propag
lentamente des-pus de dos meses de sembrado, llegando a alcanzaruna
altura promedio de 0,80 a 1,00 metro, con den-sidad regular de
races y una cobertura vegetal del30%, durante el monitoreo.
Biohuerto comunal
Las muestras de suelo y agua fueron analizadas porel Laboratorio
de Suelos de la Universidad NacionalAgraria La Molina. Los anlisis
realizados fueronlos siguientes: Caracterizacin fsico-qumica y,
Metales pesados como el plomo (Pb), cadmio (Cd)
y cromo (Cr).El primer anlisis fue para conocer las
caractersti-cas del agua y del suelo y el segundo, para determi-nar
si exista una posible contaminacin, por acti-vidades derivadas de
la agricultura en la zona y dela minera en zonas aledaas.Los
resultados determinaron: Suelo sin abono: es un suelo de textura
franca,
con tendencia a la acidez, muy ligeramente sali-no, mediano
contenido de materia orgnica y fs-foro y bajo contenido de
potasio.
Suelo con abono de carnero: mejor el contenidode materia
orgnica, con un muy alto contenidode fsforo y potasio. En este tipo
de suelo seestudi el contenido de metales pesados: Pb, Cdy Cr. El
contenido de Pb (38 ppm) supera elestndar recomendado de 35.
Considerndose unvalor alto y que puede incrementarse sin un
ade-cuado tratamiento. En cuanto al Cd (1,25 ppm)y Cr (20,37 ppm)
estos valores son bajos, lo cuales un dato favorable, pese al
contenido de Pb,siendo esta una caracterstica de contaminacinque
debe ser tratada oportunamente, el cual estligado estudios de
posibles fuentes contaminan-tes del suelo por actividades mineras y
agrcolas,en zonas aledaas u otras posibles fuentes. Pos-teriormente
se har una breve descripcin de losefectos de metales pesados en
caso de ingesta.En cuanto a las dems caractersticas podr de-cirse
que ha mejorado considerablemente con laincorporacin del abono de
carnero.
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DANIEL LOVERA D. ET AL.
Agua: El agua de riego tiene una tendencia me-dia a la salinidad
y baja tendencia a la presenciade Na.
Planta: En la actualidad, las hortalizas no pre-sentan mayor
variacin en su fisiologa, ms bien,presentan un alto porcentaje de
desarrollo foliaren el caso de la lechuga, espinaca y betarraga.
Serecomend el anlisis de metales pesados (Pb,Cd y Cr), para las
muestras vegetales ms repre-sentativas del lote de muestreo, como
es el casode la betarraga.
Henk de Zeeuw y Karen Lock [4] citan a Iretskaya yChien, quienes
mencionan que las cantidades mayo-res de metales pesados se
acumulan en las hojas,mientras que los contenidos ms bajos se
acumulanen las semillas. Siguiendo este principio, se seleccio-na
la betarraga, gracias a su alto desarrollo foliar,frente a las
otros tipos de plantas.Los siguientes resultados as lo comprueban,
vaseel Cuadro 3:
Cuadro 3. Resultados de las muestras de metales pesados en
elsuelo.
del humedal artificial y de un biohuerto usandoagua reciclada y
con riego tecnificado.
Se involucr toda la poblacin en el proyecto deInvestigacin de
manera directa a travs de lasmujeres y de los alumnos, se trabaj
con equidad.
Se logr que las mujeres de los barrios trabajenen equipo. Los
proyectos a realizarse a medianoplazo, los estn planteando en
grupo, hecho quepermite intercambiar experiencias y recursoscomo,
semillas obtenidas en sus huertos.
Se logr sensibilizar y capacitar a los docentes,sobre la
importancia del Plan de Desarrollo Sos-tenible de Lacabamba, as
como la importanciade la aplicacin del Proyecto SEMA y su
rele-vancia dentro del contexto local, regional, na-cional y
mundial.
El proyecto SEMA se realiz en el momento quela poblacin haba
participado elaborando su Plande Desarrollo por ello, el proyecto
de investiga-cin signific un impulso importante a otros pro-yectos
posibles, como es el caso del proyecto enarqueologa impulsado por
la Municipalidad deLacabamba y el Comit de Desarrollo de
losLacabambinos residentes en Lima.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Humedal artificial
A pesar de los cambios realizados por el personaltcnico del
IIGEO-UNMSM para lograr un rela-tivo mejoramiento de tratamiento,
los anlisisdemuestran que las aguas residuales provenien-tes del
tanque mantienen las mismas caracters-ticas de calidad de agua del
afluente, por lo quese considera que el tanque trabaja como un
pozociego, es decir una cmara que solamenterecepciona las aguas
servidas de las viviendassin ninguna funcin de tratamiento.
Considerando, que para operar el sistema de tra-tamiento en el
humedal, es importante el traba-jo que se realice en el
mantenimiento delpretratamiento, por ello, se debe realizar pur-gas
del lodo y del agua residual contenido en eltanque, con el fin de
evitar problemas decolmatacin en el humedal artificial. Asimismose
recomienda a las autoridades del Municipiode Lacabamba instalar un
sistema depretratamiento de rejas y desarenador para pre-venir la
entrada de slidos gruesos y materialinorgnico (arena) en el
tanque.
El desarrollo y propagacin del carrizo en el hu-medal
artificial, despus de tres meses de sem-brado, fue lenta.El
incompleto desarrollo radicular en el suelo,contribuy a un
deficiente desarrollo de bacte-
Muestra del 03-1-06
Parmetro Valor (ppm)Pb 26,00
Cd 3,50
Cr 0,00
De acuerdo al cuadro 3, el contenido de Pb y Cd, hansuperado el
estndar mencionado de 13,0 a 26,0 y de2,40 a 3,50 ppm,
considerndose extremadamente muyalto, en el caso del Pb. Por ende,
no se recomienda laingesta de las plantas sembradas en este primer
ensayo.Para los casos de las plantas ornamentales y forestales,el
estado de desarrollo ha sido el ptimo. Sin embargo,se recomienda
que deber chequearse el estadofisiolgico as como ver posibles
variaciones en el color,tamao, entre otras caractersticas, frente a
la actualcontaminacin en el suelo.
Capacitacin
La poblacin de Lacabamba consolid y afirm sucompromiso con el
Plan de Desarrollo Sostenible, yla importancia del tratamiento de
las aguas residualespara el cuidado del medio, son concientes que
lacontaminacin causa los cambios climticos,originndose los fenmenos
de sequas y heladas queperjudican a sus sembros agudizando la
carencia dealimentos y la escasez de pastos para su ganado
lanar,vacuno, auqunido, y para los animales menores. Participa en
el proceso del cuidado del medio
ambiente, valorando y apoyando la instalacin
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ADAPTACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA
COMUNIDAD URBANA DE LACABAMBA, REGIN ANCASH - PER; USANDO
TECNOLOGAS DE HUMEDALES ARTIFICIALES
rias alrededor de las races de las plantas, hechoque origin un
inadecuado tratamiento aerbicoy un efecto de insolacin en el
humedal, necesa-rio para mantener una cama libre de variacionesde
temperatura (heladas). Se espera que cuandolas plantas alcancen una
cobertura total en elhumedal artificial se obtengan mejores
rendimien-to en la remocin de la DBO5 y del nitrgenoamoniacal.
La remocin del fsforo en el humedal artificialse debi
principalmente por una buena capaci-dad de absorcin del medio
filtrante (suelo), prin-cipalmente por su composicin qumica.
La remocin de coliformes fecales en el humedalno fue
significativa. Se espera un mejor rendi-miento cuando exista un
mayor desarrolloradicular de las plantas en el humedal. A pesarde
no alcanzar los niveles recomendados por laOrganizacin Mundial de
la Salud para el riegode cultivos y para reuso en agua de
estanquescon peces, se recomienda usar el efluente para lairrigacin
de plantas ornamentales o forestales.
El humedal artificial en Lacabamba se trabajcon una alimentacin
continua. Se recomiendauna alimentacin de manera intermitente con
pe-riodos de reposo de dos o tres das, para favore-cer las
condiciones aerbicas y por lo tanto ladegradacin de materia orgnica
y lograr mayoreficiencia de remocin.
La eficiencia del tratamiento de aguas residualespor medio de
humedales artificiales se determinarealizando anlisis peridicos de
los parmetrosde contaminantes. Se recomienda realizar
otrosmonitoreos para analizar la efectividad del tra-tamiento del
humedal en Lacabamba.
Biohuerto comunal
El proyecto alcanza su objetivo al demostrar queel agua tratada
tuvo unas caractersticas fsico-qumicas adecuadas para el riego de
las plantas.
El proyecto identifica que las plantas (lechuga,betarraga,
espinaca) no pueden ser consumidas,ya que se encontraron problemas
de contamina-cin por metales pesados, presentes en el suelo ypor
ende, en la planta.
El proyecto identifica que el biohuerto puedecontinuar su
produccin en plantas ornamenta-les y madereras, ya que el agua es
ptima paraeste uso.
En el caso de plantas de consumo debern plan-tearse
recomendaciones y medidas de mitigaciny control de metales pesados
en el suelo.
Se recomienda el empleo de la tcnica deremediacin en el suelo
para reducir las concen-traciones de metales pesados.
Capacitacin
Las actividades de capacitacin del Proyecto hanpermitido
sensibilizar al pueblo de Lacabamba,las autoridades del municipio,
la gobernacin, eljuez de paz, los docentes y alumnos de la
institu-cin educativa, el club de madres, las madres delvaso de
leche y el comedor popular, y toda lasociedad civil en temas
ambientales y producti-vos, fortaleciendo el apoyo al Plan de
DesarrolloSostenible del Distrito.
La implementacin del sistema de humedales ar-tificiales para el
tratamiento de las aguasresiduales en pequeas comunidades de
zonasandinas de altitud constituye una innovacin tec-nolgica en el
Per. Asimismo, la participacinde las autoridades locales y de toda
la poblacinen la implementacin y operacin del humedalartificial y
el biohuerto valida socialmente la ini-ciativa.
La Universidad a travs del IIGEO propone pro-mover esta
experiencia en comunidades vecinascomo estrategia para la gestin
sustentable delagua.
El desarrollo del proyecto forma parte de las ac-ciones
emprendidas por el Plan de Desarrollo Sos-tenible Concertado del
distrito de Lacabamba al2012. El proyecto de investigacin realizado
conla participacin de toda la comunidad, es unaclara evidencia de
la institucionalizacin de lapropuesta en los mbitos de
participacinmultisectorial local y planificacin local.
Esta investigacin plantea una propuesta con-creta, para el
manejo de las aguas residuales do-msticas, dentro del marco de una
gestin soste-nible del agua que podra promover instrumen-tos
legales de poltica ambiental a mayor nivelque el local.
AGRADECIMIENTO
El equipo tcnico del proyecto desea expresar suagradecimiento a
los ingenieros Orlando IpanaqueNizama y Daniel Enciso Melgarejo,
integrantes delstaff del IIGEO-UNMSM, por sus acertadas
suge-rencias y su constante disposicin a prestar el apoyonecesario
para la culminacin del proyecto.Asimismo agradecemos a los
ingenieros Daniel NezAto y Helga Valdivia Fernndez por el trabajo
pres-tado en el proceso de la Consulta Ciudadana delPlan de
Desarrollo Sostenible Concertado del Dis-trito de
Lacabamba.Agradecemos tambin al alcalde de la Municipali-dad
distrital de Lacabamba Sr. Ysaas FilomenoMarios Prez, a sus
regidores y su personal tcnicopor la ayuda prestada durante todas
las etapas delproyecto.
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DANIEL LOVERA D. ET AL.
El IIGEO-UNMSM desea agradecer en especial alSr. Walter Ubal,
Director Ejecutivo del SEMA, quienmonitore los aspectos tcnicos del
trabajo de in-vestigacin.
BIBLIOGRAFA
1. Sociedad Quebequence de Saneamiento de Aguas.(1999). Estudios
tcnicos de sustitucin aplica-bles al saneamiento de aguas servidas
de peque-as comunidades. 2 ed., Colombia.
2. Quipuzco, L. (2002). Evaluacin del comporta-miento de dos
pantanos artificiales instalados en
serie con Phragmites australis para el tratamien-to de aguas
residuales domsticas. UniversidadNacional Agraria La Molina.
3. Organizacin Mundial de la Salud. (1989). Di-rectrices
sanitarias sobre el uso de aguas residualesen agricultura y
acuicultura. Ginebra.
4. Henk de Zeeuw & Karen Lock. (2000). La agri-cultura
urbana y peri-urbana, salud y medioambiente urbano. En Documento de
discusinpara la Conferencia electrnica de FAO-ETC/RUAF sobre la
agricultura urbana y peri-urbana.
