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SELECCIÓN Y PREDISEÑO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES PARA EL ZOOLÓGICO MATECAÑA DE PEREIRA
ALFONSO CORREA MONTOYA 300301
JORGE ANDRÉS BONILLA 300285
ASESOR: FERNANDO PINEDA
ING. SANITARIO
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA AMBIENTAL
PEREIRA
2008
1
SELECCIÓN Y PREDISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES PARA EL ZOOLÓGICO MATECAÑA DE PEREIRA
ALFONSO CORREA MONTOYA 300301
JORGE ANDRÉS BONILLA 300285
ASESOR: FERNANDO PINEDA
ING. SANITARIO
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA AMBIENTAL
PEREIRA
2008
CONTENIDO Pag
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................................... 9
JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................................11
1. PROBLEMA A INVESTIGAR ...........................................................................................................12
1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................................12
1.2 SISTEMATIZACIÓN ..................................................................................................................12
1.3 OBJETIVOS ...............................................................................................................................13
1.3.1 Objetivo general .................................................................................................................13
1.3.2 Objetivos específicos ........................................................................................................13
1.4 MARCO HISTÓRICO ................................................................................................................13
1.5 MARCO CONCEPTUAL ...........................................................................................................17
1.6 MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................23
1.6.1 Manejo de aguas residuales en Zoológicos ..................................................................23
1.7 Tecnologías para el tratamiento de aguas residuales. ........................................................28
1.7.1 Proceso aeróbico ...............................................................................................................28
1.7.2 Proceso anaeróbico ..........................................................................................................28
1.7.3 Tratamiento preliminar ......................................................................................................29
1.7.4 Tratamiento primario. ........................................................................................................31
1.7.4.1 Sedimentadores .............................................................................................................32
1.7.4.2 Tanques sépticos...........................................................................................................32
1.7.4.3 Filtro anaerobio ..............................................................................................................34
1.7.5 Tratamiento secundario. ...................................................................................................35
1.7.5.1 Lagunas aireadas ..........................................................................................................36
1.7.5.2 Laguna anaerobia ..........................................................................................................36
1.7.5.3 Lagunas aerobias. .........................................................................................................38
1.7.5.4 Lagunas facultativas. ....................................................................................................39
1.7.6 Humedales ..........................................................................................................................40
1.7.6.1 Humedal de Flujo libre o Superficial ...........................................................................40
1.7.6.2 Humedal de Flujo Subsuperficial ................................................................................42
3
1.7.6.3 Lodos activados convencional .....................................................................................42
1.7.6.4 Biodiscos .........................................................................................................................44
1.7.6.5 Reactor UASB ................................................................................................................45
1.7.7 Tratamiento Terciario ........................................................................................................46
1.7.7.1 Laguna de Maduración. ................................................................................................47
1.8 MARCO JURÍDICO ...................................................................................................................48
2 DIAGNOSTICO AMBIENTAL DEL ZOOLÓGICO MATECAÑA EN LA PRODUCCIÓN Y
MANEJO DE LAS AGUAS RESIDUALES ............................................................................................52
2.1 LOCALIZACIÓN…ver plano 1 de 5… ....................................................................................52
2.2 POBLACIÓN ACTUAL Y FUTURA .........................................................................................53
2.3 ASPECTOS AMBIENTALES ...................................................................................................56
2.4 SERVICIOS PÚBLICOS ...........................................................................................................58
2.4.1 Acueducto y alcantarillado. ..............................................................................................58
2.4.2 Aseo. ....................................................................................................................................58
2.4.3 Comunicaciones. ...............................................................................................................59
2.4.4 Energía. ...............................................................................................................................60
2.5 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS ..........................................................................................60
2.5.1 Direccionamiento Estratégico ..........................................................................................60
2.5.2 Direccionamiento General ................................................................................................61
2.6 INTEGRACIÓN DEL ZOOLÓGICO AL POT Y AL PDM. ....................................................62
2.7 ACTIVIDADES QUE GENERAN VERTIMIENTOS. ............................................................67
2.8 CUANTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE VERTIMIENTO. .........................................................70
2.8.1 Cuantificación. ....................................................................................................................70
2.8.2 Caracterización de Aguas. ...............................................................................................72
2.8.3 Presentación de resultados. ............................................................................................75
2.9 OTROS ESTUDIOS ..................................................................................................................76
2.10 SISTEMA INTEGRAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD
DE PEREIRA. ........................................................................................................................................78
3 SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA MÁS ADECUADA PARA EL TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES DEL ZOOLÓGICO MATECAÑA ....................................................................80
3.1 TÉCNICA PARA TOMA DE DESICIONES AHP ..................................................................80
4
3.1.1 Aplicación de la técnica AHP ...........................................................................................80
3.1.1.1. Jerarquización (Paso 1) ................................................................................................81
3.1.1.2 Comparación por pares (Paso 2). ...............................................................................84
3.1.1.3 Matriz de comparación por pares (Paso 3). ..............................................................85
3.1.1.4 Matriz normalizada y cálculo de la prioridad (Paso 4). ............................................88
3.1.1.5 Cálculo de la relación de consistencia (Paso 4). ......................................................89
3.1.1.6 Cálculo final de la prioridad tecnológica (Paso 5). ...................................................91
3.1.1.7 Análisis de los resultados en la aplicación de AHP. ................................................93
4 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL ..................................................................................97
4.2 Medidas ambientales. .............................................................................................................100
4.3 Plan de contingencia. ..............................................................................................................105
5 PREDISEÑOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL
ZOOLÓGICO MATECAÑA ....................................................................................................................106
5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR. .............................................................................................106
5.2 TRATAMIENTO PRIMARIO ..................................................................................................113
5.3 TRATAMIENTO SECUNDARIO. ..........................................................................................118
5.4 TRATAMIENTO TERCIARIO. ...............................................................................................121
6 COSTOS ...........................................................................................................................................126
6.1 COSTOS Y APORTES PROYECTO DE INVESTIGACIÓN. ...........................................126
6.2 COSTOS PRELIMINARES PTAR. .......................................................................................127
5
LISTA DE CUADROS
Cuadro 1. Caracterización aguas fundación Zoológica de Cali 25
Cuadro 2. Caracterización aguas Zooparque los caimanes 25
Cuadro 3. Eficiencias de remoción en lagunas de estabilización Zooparque los
caimanes 27
Cuadro 4. Características sedimentador primario 32
Cuadro 5. Características tanque séptico 33
Cuadro 6. Eficiencias de remoción biodiscos 45
Cuadro 7. Consumo de agua por lavado de albergues 72
Cuadro 8. Consumo de agua de especies por cambio de agua 72
Cuadro 9. Técnicas analíticas de laboratorio de aguas 74
Cuadro 10. Datos de campo caracterización aguas residuales Zoológico Matecaña 75
Cuadro 11. Resultados de análisis en el laboratorio 75
Cuadro 12. Parámetros medidos en las aguas residuales del Zoológico Matecaña 75
Cuadro 13. Identificación de producción de residuos sólidos en el Zoológico Matecaña
de Pereira 77
Cuadro 14. Objetivos de calidad por tramos en fuentes hídricas de Risaralda, rio Otún
tramo puente Gaitán 82
Cuadro 15. Parámetros de cumplimiento para terreno en Zoológico Matecaña 83
Cuadro 16. Trenes de tratamiento preseleccionados 84
Cuadro 17. Interpretación verbal y numérica de la escala de comparación por pares 85
Cuadro 18. Ejemplo de comparación por pares subvariable terreno 87
Cuadro 19. Matriz normalizada subvariable terreno 88
Cuadro 20. Calculo de la relación de consistencia 89
Cuadro 21. Índice aleatorio de consistencia 90
Cuadro 22. Calculo final de la prioridad 91
Cuadro 23. Calculo final de la prioridad, continuación 91
Cuadro 24. Calculo final de la prioridad, continuación 92
6
Cuadro 25. Calculo final de la prioridad, continuación 92
Cuadro 26. Análisis costos de inversión 93
Cuadro 27. Análisis costos de operación y mantenimiento 93
Cuadro 28. Análisis factores ambientales 94
Cuadro 29. Análisis eficiencias de remoción 95
Cuadro 30. Análisis de variables generales 95
Cuadro 31. Selección final de la tecnología apropiada 96
Cuadro 32. Aplicación de AHP para la selección de PTAR Zoológico Matecaña 96
Cuadro 33. Cálculos de inversión inicial para trenes de tratamiento 96
Cuadro 34. Costos de operación y mantenimiento 96
Cuadro 35. Criterios y rangos de calificación aplicados a la EIA 97
Cuadro 36. EIA construcción de PTAR Zoológico Matecaña 98
Cuadro 37. Matriz de significancia de impacto ambiental 99
Cuadro 38. Plan de manejo ambienta, partículas de polvo 100
Cuadro 39. Continuación plan de manejo ambiental, partículas de polvo 101
Cuadro 40. Plan de manejo ambienta, vías alternas 102
Cuadro 41. Plan de manejo ambienta, tráfico pesado 103
Cuadro 42. Continuación plan de manejo ambiental, tráfico pesado 104
Cuadro 43. Plan de manejo ambiental, muros de contención 104
Cuadro 44. Calculo de rejillas finas 106
Cuadro 45. Calculo de desarenador 109
Cuadro 46. Continuación calculo de desarenador 110
Cuadro 47. Calculo tanque séptico 113
Cuadro 48. Continuación cálculo del tanque séptico 114
Cuadro 49. Calculo lecho de secado 116
Cuadro 50. Calculo del FAFA 118
Cuadro 51. Calculo del humedal de lujo libre 121
Cuadro 52. Eficiencias de remoción de la PTAR 125
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Lago de aves, Zoológico de Medellín 24
Figura 2. Trampa de grasas, Zooparque los Caimanes 26
Figura 3. Laguna de estabilización, Zooparque los Caimanes 26
Figura 4. Tren de tratamiento, Zooparque los Caimanes 26
Figura 5. Tratamiento preliminar 31
Figura 6. Tratamiento primario con sedimentador 32
Figura 7. Tratamiento primario con tanque séptico 33
Figura 8. Filtro anaerobio de flujo ascendente 34
Figura 9. Laguna aireada 36
Figura 10. Laguna anaerobia 37
Figura 11. Laguna aerobia 38
Figura 12. Laguna facultativa 39
Figura 13. Humedal de flujo libre 41
Figura 14. Humedal de flujo subsuperficial 42
Figura 15. Lodos activados 43
Figura 16. Biodiscos 44
Figura 17. Reactor UASB 46
Figura 18. Laguna de maduración 48
Figura 19. Direccionamiento estratégico Zoológico Matecaña 60
Figura 20. Direccionamiento general Zoológico Matecaña 61
Figura 21. Lavado de tanques de hábitats 68
Figura 22. Lavado de hábitats 68
Figura 23. Lago artificial hipopótamos 68
Figura 24. Lago artificial elefante africano 68
Figura 25. Lago artificial caimanes 71
Figura 26. Lago artificial dantas 71
Figura 27. Localización de PTAR municipal y Zoológico Matecaña 79
8
Figura 28. Red de jerarquización PTAR, Zoológico Matecaña 81
Figura 29. Escala basada en el principio de comparación por pares 85
9
INTRODUCCIÓN
En los últimos años ha crecido la competencia en Latinoamérica por ser países
desarrollados con tecnologías que faciliten más nuestras condiciones de vida, Colombia
de alguna forma ha logrado conseguir que nuestros recursos naturales sean mostrados
como una potencia ambiental ante otros países. Por estas décadas se escucha que en
un futuro los países ricos serán aquellos que conserven sus recursos naturales, una
forma de conservar estos recursos son los centros de conservación de fauna silvestre
como los Zoológicos que logran un reencuentro entre la comunidad y el recurso fauna;
además de ser un centro de conservación son centros para la recreación y educación
de las personas que aun desconocen el papel que juega la fauna silvestre para nuestra
supervivencia.
El Zoológico Matecaña funciona como un centro de conservación, educación y
recreación para los ciudadanos de Pereira y el resto de viajeros del país que lo visitan,
sin duda alguna no se puede negar que ayuda a la conservación de especies en
extinción pero este cumple con funciones como cualquier otro parque recreacional y por
lo tanto genera vertimientos domésticos, eso sin contar los vertimientos que generan los
animales que son exhibidos en sus albergues seminaturales con grandes lagos que
utilizan para bañarsen , defecar, orinar y en algunos casos para vivir.
Actualmente las cargas contaminante generadas por el Zoológico Matecaña son
arrojadas al cuerpo de agua más cercano (rio Otún), sin alguna clase de tratamiento
que mitigue estas cargas contaminantes generadas por las actividades de recreación de
las personas y los lagos de los albergues seminaturales donde se exhiben los animales
silvestres, estos lagos alcanzan a drenar al alcantarillado un promedio de 25 y 30 m3
cada dos días a la semana con altas cargas que sobrepasan los límites permisibles de
patógenos (caracterización de aguas, UTP, 2006).
10
En el siguiente texto se encontrará una propuesta con los pasos básicos necesarios
para la selección y prediseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales que
mitigue las cargas contaminantes producidas por el Zoológico Matecaña en sus
actividades de conservación y recreación.
11
JUSTIFICACIÓN
Los Zoológicos de Colombia producen aguas residuales a causa del estiércol de las
especies que se encuentran en cautiverio, esta clase de agua es conducida por redes
de alcantarillado a los cuerpos de agua más cercanos como ríos, quebradas y mares.
Las actividades como la recreación hacen que las características del agua utilizada se
vean severamente alteradas después de ser empleada por el hombre, impidiendo en
numerosos casos su posterior utilización. Esta agua residual insuficientemente tratada
ha convertido muchos cuerpos de agua como ríos, quebradas, mares y zonas de
humedales en áreas totalmente degradadas de difícil recuperación y generando en la
región un ambiente adverso a la riqueza paisajística contrario al verdadero desarrollo
turístico y rural.
El rio Otún es una de las dos vertientes más importantes de la ciudad, es la que
abastece de agua para consumo humano a todos los barrios y comunas; pero es a la
vez un medio de transporte para las aguas domésticas e industriales incluyendo las
aguas del Zoológico Matecaña; todas estas disminuyen la capacidad de autopurificación
que mantienen vivos los ecosistemas acuáticos. El 90% de los Zoológicos de Colombia
vierten sus aguas residuales a cuerpos de agua más cercanos, los zoológicos son
entidades ambientales que tienen como prioridad mejorar la calidad de vida de sus
especies en cautiverio para así contribuir a la conservación de las especies en peligro
de extinción, pero están dejando a un lado el problema de la contaminación de cuerpos
de aguas producidos por ellos mismos en sus actividades diarias.
Es por esta razón que es necesario reconocer la necesidad de mitigar los vertimientos
generados por las actividades del Zoológico Matecaña con tecnologías adecuadas y
eficaces; a la vez que sirva como ejercicio básico para otros Zoológicos que aun no
construyen propuestas que integren propuestas ambientales que mitiguen este impacto
sobre los cuerpos de agua.
12
1. PROBLEMA A INVESTIGAR
Actualmente el Zoológico Matecaña vierte cantidades importantes de carga orgánica en
las aguas que arroja al sistema de alcantarillado urbano, que posteriormente descola en
el rio Otún. 1
Con referencia a esta situación se quiere seleccionar y prediseñar un sistema para
tratar las aguas residuales del Zoológico Matecaña, y mitigar asi el impacto ambiental
generado.
1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cuál es el sistema de tratamiento de aguas residuales más adecuado para el manejo
de los vertimientos líquidos generados por el Zoológico Matecaña, y cuales sus
dimensiones y principales características de diseño?
1.2 SISTEMATIZACIÓN
¿Cuáles son las condiciones actuales de generación y manejo de vertimientos
líquidos en el Zoológico Matecaña?
¿Cuál es el tren de tratamiento de aguas residuales más adecuado para el manejo
de los vertimientos líquidos generados por el Zoológico Matecaña, en términos
técnicos, ambientales y económicos?
¿Cuáles son las dimensiones y principales características de diseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales seleccionado?
1 Resultados caracterización de aguas residuales Zoológico Matecaña, UTP Julio 2006.
13
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo general
Seleccionar y prediseñar un sistema para el tratamiento de aguas residuales producidas
por el Zoológico Matecaña.
1.3.2 Objetivos específicos
Realizar un diagnostico ambiental del Zoológico Matecaña en cuanto a la producción
y manejo de las aguas residuales.
Seleccionar la tecnología más adecuada para el tratamiento de las aguas residuales
del Zoológico Matecaña.
Realizar el prediseño del sistema de tratamiento de aguas residuales para el
Zoológico Matecaña.
1.4 MARCO HISTÓRICO
Los zoológicos se construyeron para la diversión de reyes, como el caso del jardín de la
Sabiduría de los emperadores chinos, o el zoológico de Moctezuma emperador azteca.
Las colecciones animales durante los siglos. XVII y XIX, fueron conocidas como
Menagerie, que eran los zoológicos privados de los reyes Europeos.
Los primeros y verdaderos zoológicos aparecieron en Europa durante 1700, entre los
más famosos de estos zoológicos al Jardín de las Plantas de París, el zoológico de
Viena y la exhibición de la Sociedad Zoológica de Londres.
14
A estos centros llegaban animales exóticos de todas las colonias de ultramar, y su
principal objetivo era formar parte de las colecciones biológicas y los animales se
exhibían en jaulas o fosos.
A principios del s. XX, los zoológicos eran museos de historia natural y lugares de
diversión y entretenimiento de la gente, los animales se exhibían en jaulas de malla y
fosos de cemento, el tema principal es el conocimiento y la biología de las especies.
Es a mediados del año 1960 que los zoológicos responsables, preocupados por la
extinción de las especies, empiezan a transformarse para convertirse en centros de
educación para la conservación de las especies y los ecosistemas, los albergues se
transforman y tratan de ser más naturales con mejor ambientación, árboles, troncos,
corrientes de agua, simulando los ecosistemas donde viven las especies, las jaulas de
malla y fosos de cemento son sustituidos, por albergues de vidrio o sin barreras.
La Sociedad Zoológica de Nueva York se convierte en el primer zoológico en trabajar
con animales en vida libre y abrir programas de Eco – turismo. Hoy en el mundo existen
zoológicos con centros exclusivos para la reproducción de especies como el CRES
(Centro de Investigación y Reproducción de Especies en Peligro de Extinción) del
zoológico de San Diego y zoológicos escuelas, donde directores, biólogos y veterinarios
de todo el mundo van a capacitarse como el Zoológico de la isla de Jersey en
Inglaterra.
Actualmente los zoológicos se agrupan en asociaciones de zoológicos nacionales,
como la ACOPAZOA (Asociación Colombiana de Parques Zoológicos y Acuarios)
regionales, ALPZA (Asociación Latinoamericana de Parques Zoológicos y Acuarios) y
mundiales como WZO (Asociación Mundial de Zoológicos), para ayudarse entre sí.
Para el siglo que viene los zoológicos seguirán transformándose, para convertirse en
Centros de Cultura Ambiental, mostrando las especies, en ambientes naturales y donde
15
puedan convivir varias especies de un mismo ámbito geográfico y ecosistema, esta
exhibición recibe el nombre de Diorama.
Las personas no encontrarán barreras y se sentirán como si estuvieran incluidos dentro
del paisaje y el hábitat del animal, se incluirá un acuario, un jardín botánico, un museo
de ciencia, un centro de arte, y el tema central será además de la conservación, la
protección ambiental y el mejoramiento integral de la calidad de la vida humana.
Zoológico Matecaña
El Zoológico Matecaña es patrimonio del pueblo Pereirano y obra de la S.M.P
(Sociedad de Mejoras Públicas) quien, en enero 26 de 1951, compró mediante gestión
propia, las 17 hectáreas de terreno de la finca denominada Matecaña. Su objetivo inicial
era construir un estadio de fútbol, pero el terreno no fue considerado útil para este
proyecto y se decidió destinarlo como jardín Botánico y de juegos infantiles.
Posteriormente algunos campesinos de la región donaron animales de la zona, los que
se ubicaron en pequeñas jaulas, convirtiéndose en la atracción de los visitantes.
En 1959 se construyeron las primeras jaulas seguras para alojar los pocos animales
existentes, se oficializó el proyecto de zoológico y se autorizó la adquisición de
animales. En 1961 se dió la certeza cronológica de su fundación y se abrió un rubro en
el presupuesto para alimentación, mantenimiento y manejo de los animales. Para 1968
se recibió la visita de altas personalidades de la República Mexicana y contactaron el
zoológico Matecaña con el de Chapultepec. Así se adquirieron animales como: un
Elefante asiático, una cebra (macho), dos hipopótamos, Papiones sagrados y Antílopes
sable, ampliándose la colección a animales exóticos2.
En cuanto al poblamiento y desarrollo de procesos urbanísticos en los alrededores del
Zoológico Matecaña, el documento “Demanda efectiva de vivienda en el área
2 http://www.zoopereira.org/.
16
metropolitana”, asegura que durante muchos años se realizaron asentamientos de
familias sin recursos, a través de la red serpentaria que anteriormente ocupaba el
ferrocarril, creando grandes problemas a la Sociedad de Mejoras Públicas, propietaria
en ese entonces de los predios. Los representantes de las juntas de los barrios la
Libertad- Nacederos- solicitaron ante el concejo Municipal la expropiación de la franja
que les diera acceso tanto peatonal como carreteable, solicitud a la cual accedieron,
creándose grandes conflictos por posesión de los terrenos, viéndose obligado el
Municipio a pagar los terrenos expropiados; años más tarde la misma Sociedad de
Mejoras donaría otra franja de terreno para la ampliación y ensanche de una parte de la
vía.
Los primeros habitantes llegaron al sector, cuando aún funcionaba el Ferrocarril;
Nacederos, La Libertad, Matecaña (reconocidos como barrios en el año 1.977),
nacieron como asentamientos espontáneos sin ninguna planificación, a lado y lado de la
banca del ferrocarril, construcción realizada en 1928. Esta intervención generó cortes y
movimientos de tierras, conformando llenos antrópicos donde posteriormente se
levantaron las viviendas. El desarrollo urbanístico siguió avanzando a través de la
realización de cortes y banqueos.
El barrio José Hilario López, fundado en el año 1.976 tiene 2 etapas separadas por la
vía Pereira – Marsella, nació como Plan de Vivienda de estrato bajo; el Barrio Simón
Bolívar, fundado en 1.981 también nace como Plan de Vivienda para un estrato
popular3.
3 Estudio del Fondo de Vivienda Popular “Demanda efectiva de vivienda en el área metropolitana”, 1986.
17
1.5 MARCO CONCEPTUAL
Coliformes totales: son un grupo de bacterias relacionadas de cerca (familia de las
Entero bacterias), que han sido utilizadas durante muchas épocas como el indicador
idóneo del agua potable. El grupo se define como aeróbico y anaeróbico
facultativamente, eci-negativos no formador de esporas, bacterias de forma redondeada
que fermentan la lactosa del azúcar lácteo para producir ácidos y gas en el plazo de 48
horas a 35ºc.
Coliformes fecales y E.coli: estos son un subconjunto del grupo de coliformes totales.
E.coli es el mayor subconjunto del grupo coliformes totales. Se distinguen en el
laboratorio por su habilidad o capacidad para crecer a elevadas temperaturas (44,5ºc), y
por la capacidad de producir la enzima glucoronidasa.
Bacterias heterotróficas: son miembros de un gran grupo de bacterias que utilizan el
carbono orgánico para energía y crecimiento.
Clostridium perfringes: es una bacteria que está asociada con los residuos humanos
fecales. El organismo es anaeróbico y forma esporas que son extremadamente
resistentes a las tensiones ambientales y a la desinfección, es un agente de brotes de
origen alimentario, especialmente asociados con los alimentos, aunque una persona
tiene que ingerir un elevado nivel de organismos (1 millón) para enfermar , haciéndolo
de modo diferente al agente de enfermedad de origen hídrico. 4
Colífagos: son virus que infectan la bacteria E.coli. Abundan en alcantarillados y aguas
residuales. Se dividen en dos categorías, (1) fago somáticos, que obtienen entradas en
las células a través de la pared celular y (2) fago machos que acceden solo a través de
cortas estructuras tipo pelo (pili) de aquellas células que los tienen (machos).
4 Romero, Tratamiento de aguas residuales. Teoría y principios de diseño, 2000.
18
Acidez: Son ácidas las disoluciones que tienen un Ph menor que 7. Esto significa que
su concentración de iones H3O+ es mayor que la de iones OH-. Las disoluciones
ácidas corroen los metales, tienen un sabor picante característico (ej.: limón, vinagre,
etc.) y pueden producir quemaduras y otros daños si se ponen en contacto con la piel,
cuando el Ph es muy bajo.
Bacteria coliforme: Bacterias que se encuentran en el intestino humano o en el de
otras especies. La más conocida es Escherichia coli. Se usan en los análisis de calidad
de las aguas pues su presencia indica contaminación con heces. La Organización
Mundial de la Salud recomienda un recuento de 0 colonias por cada 100 ml de agua
para beber.
Contaminante primario: Sustancias producidas en las actividades humanas o en la
naturaleza que entran directamente en el aire alterando su composición normal.
Contaminante secundario: Substancia que se forma en la atmósfera cuando algún
contaminante primario reacciona con otros componentes del aire.
Demanda Biológica de Oxígeno “DBO”: Es el oxígeno que se consume en un
determinado volumen de agua en un plazo fijo de tiempo de tiempo (5 días), a una
temperatura estándar (15ºC y en condiciones de oscuridad, puede indicar la materia
orgánica presente en el agua, porque cuanta más hay, más activas estarán las
bacterias aerobias, y más oxígeno se consumirá. Por tanto si la DBO es alta indica
contaminación y mala calidad de esta agua y al revés.
Digestor anaeróbico: Depósito cerrado en el que se mantiene un tiempo a los lodos
procedentes de la fase aeróbica de la depuradora. En él actúan bacterias en ausencia
de oxígeno y se termina de digerir la materia orgánica que traía el agua.
19
Eutrófico: Lago o pantano con abundancia de nutrientes que favorecen el crecimiento
de las algas y otros organismos. El resultado es que cuando mueren van al fondo y en
su putrefacción se consume el oxígeno y se generan malos olores y se degrada el
agua.
Neutralización: Proceso por el que una disolución ácida o básica pasa a ser neutra.
Las disoluciones ácidas se neutralizan con disoluciones básicas y al revés.
Oxígeno Disuelto “OD”: Es la medida del oxígeno disuelto en el agua, expresado
normalmente en ppm (partes por millón). La solubilidad del oxígeno en el agua depende
de la temperatura: a mayor temperatura menos oxígeno se disuelve. Por otra parte si el
agua está contaminada tiene muchos microorganismos y materia orgánica y la gran
actividad respiratoria disminuye el oxígeno disuelto. Un nivel alto de OD indica que el
agua es de buena calidad.
Valorización de residuos: Se denominan así a los procesos que permiten aprovechar
los residuos para obtener de ellos nuevos productos u otros rendimientos útiles.
Zoológico: Se entiende por zoológico el conjunto de instalaciones de propiedad pública
o privada, en donde se mantienen individuos de fauna silvestre en confinamiento o
semiconfinamiento para exhibición y con propósitos educativos y en el cual se
adelantan investigaciones biológicas sobre las especies en cautividad, actividades estas
que se adelantan sin propósitos comerciales, aunque se cobren tarifas al público por el
ingreso al zoológico. Decreto 1608 (Régimen legal del medio ambiente).
Fauna Silvestre: Es el conjunto de animales que pertenecen a especies que no ha sido
objeto de domesticación, mejoramiento genético, cría y levante regular, o que han
regresado a su estado salvaje, excluidos todos los peces y demás especies que
cumplen el ciclo total de vida dentro del agua. Esta definición contempla una amplísima
gama de especies animales como anfibios, reptiles, aves y mamíferos, inclusive
20
aquellos que culturalmente hemos sometido a vivir como mascotas (fauna amansada)
que se han tratado por todos los medios de exterminar.
Fauna Domestica: Son todos los animales pertenecientes a especies que han sido
producto de cría, levante regular o mejoramiento genético y que le han servido
incondicionalmente al ser humano a través del tiempo; dentro de éstas encontramos,
las vacas, caballos, perros, gatos, ovejas, conejos, gallinas, pavos reales, faisanes,
pericos australianos, canarios cantores, entre otras. Es de anotar que en no existe
ninguna especie de la fauna colombiana que se puedan considerar como domestica.5
Aguas crudas: aguas residuales que no han sido tratadas.
Aguas residuales municipales: agua residual de origen doméstico, comercial e
institucional que contiene desechos humanos.
Aguas residuales: agua que contiene material disuelto y en suspensión, luego de ser
usada por una comunidad o industria.
Aguas servidas: aguas de desecho provenientes de lavamanos, tinas de baño,
duchas, lavaplatos, y otros artefactos que no descargan materias fecales. 6
Aireación: proceso de transferencia de masa, generalmente referido a la transferencia
de oxígeno al agua por medios naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales
(agitación mecánica o difusión de aire comprimido).
Ambiente aerobio: proceso que requiere o no es destruido por la presencia de
oxígeno.
5 Decreto 2811, 1974.
6 Reglamento técnico de agua potable y saneamiento básico, RAS 2000.
21
Ambiente anaerobio: proceso desarrollado en ausencia de oxígeno molecular.
Ambiente anóxico: ambiente bioquímico en el cual no existe oxígeno molecular pero
existe oxígeno en forma combinada como nitratos y nitritos.
Análisis: examen del agua, agua residual o lodos, efectuado por un laboratorio.
Anemómetros: (molinete) dispositivo para medir la velocidad del agua en conductos
de grandes dimensiones. Consta de una hélice pequeña conectada a un cuerpo
fuselado que va sujeto a una barra graduada para saber la profundidad del punto en el
que se desea hacer la medición.
Bacteria: grupo de organismos microscópicos unicelulares, rígidos carentes de
clorofila, que desempeñan una serie de procesos de tratamiento que incluyen oxidación
biológica, fermentaciones, digestión, nitrificación y desnitrificación.
Biodegradación: degradación de la materia orgánica por acción de microorganismos
sobre el suelo, aire, cuerpos de agua receptores o procesos de tratamiento de aguas
residuales.
Biopelícula: película biológica adherida a un medio sólido que lleva a cabo la
degradación de la materia orgánica.
Cámara: compartimento con paredes, empleado para un propósito específico.
Carbón activado: forma altamente adsorbente del carbón usado para remover olores y
sustancias tóxicas de líquidos o emisiones gaseosas. En el tratamiento del agua este
carbón se utiliza para remover materia orgánica disuelta del agua residual.
22
Carga de diseño: producto del caudal por la concentración de un parámetro específico;
se usa para dimensionar un proceso de tratamiento, en condiciones aceptables de
operación. Tiene unidades de masa por unidad de tiempo, (M/T).
Carga orgánica: producto de la concentración media de DBO por el caudal medio
determinado en el mismo sitio; se expresa en kilogramos por día (kg/d).
Carga superficial: caudal o masa de un parámetro por unidad de área y por unidad de
tiempo, que se emplea para dimensionar un proceso de tratamiento ( m³/(m² día), kg
DBO/(ha día).
Caudal máximo horario: caudal a la hora de máxima descarga.
Caudal medio: caudal medio anual.
Clarificador: tanque de sedimentación rectangular o circular usado para remover
sólidos sedimentables del agua residual.
Cloración: aplicación de cloro, o compuestos de cloro, al agua residual para
desinfección; en algunos casos se emplea para oxidación química o control de olores.
Coliformes: bacterias gram negativas de forma alargada capaces de fermentar lactosa
con producción de gas a la temperatura de 35 o 37ºC (coliformes totales).
23
1.6 MARCO TEÓRICO
1.6.1 Manejo de aguas residuales en Zoológicos
A nivel de Latinoamérica los Zoológicos están centrados en la conservación de la fauna
silvestre en cautiverio y en libertad, en cuanto al tipo de gestión de aguas y vertimientos
líquidos, la información es escaza. En Colombia, el manejo de las aguas residuales en
Zoológicos es un tema que aun no ha llegado a tocar profundamente a sus
administraciones, en la actualidad uno de sus principios y visiones es la conservación
de especies que están en peligro de extinción, estos se benefician económicamente con
la exhibición de sus especies que tienen en cautiverio las cuales ya no pueden ser
liberadas por el grado de improntación que han sufrido.
Hasta el momento los Zoológicos han identificado el problema de sus aguas gracias a
las medidas de control impuestas por las CAR para mitigar este impacto en los cuerpos
de agua de las ciudades o pueblos.
En los Zoológicos de Barranquilla, Montería, Medellín, Cali y Pereira han realizado
como primera instancia caracterizaciones de aguas residuales para los informes
presentados a las CAR e investigaciones para el inicio de propuestas que seleccionen
tecnologías adecuadas para tratar estas aguas residuales. Las cargas contaminantes
de estos Zoológicos provienen de una misma actividad en común generadora de estas
aguas residuales, dicha actividad es la recreación de las personas por medio de la
exhibición de la fauna silvestre en cautiverio, para que esta actividad se pueda realizar
en los Zoológicos cada uno debe adecuar los albergues seminaturales para cada
especie.
Cada albergue seminatural contiene lagos o tanques para el agua del animal silvestre
que lo utiliza diariamente en actividades como bañarse, defecar, orinar y vivir como es
24
el caso de los hipopótamos y aves. Entonces en definición estos son los usos más
comunes que le dan los Zoológicos al agua.
El agua que utilizan para llenar estos tanques es la misma que se utiliza en baños,
oficinas, restaurantes y clínicas, esta es agua potable proveniente de las plantas de
tratamiento más cercanas a cada Zoológico; otro uso importante del agua es el lavado
diario de las estructuras físicas y tanques de los albergues en exhibición, el agua que es
utilizada por los animales silvestres es arrojada al sistema de alcantarillado
(combinado). El consumo de agua potable es alto por lo tanto los costos de las tarifas
de agua potable generan un egreso bastante grande en estos parques de recreación y
conservación.
Las aguas residuales generadas por
los Zoológicos vierten cargas
contaminantes similares o menores
que las aguas residuales domesticas,
el gran problema existe en algunos
con los coliformes fecales que
sobrepasan los límites permisibles
desde 1.500.000 UFC/100Ml hasta
2.500.000 UFC/100Ml, el problema
se suma cuando hay que tratar estos
Figura 1. Lago de aves, Zoológico de Medellín. patógenos en grandes volúmenes de
agua; los sistemas de tratamiento se hacen largos y costosos.
Las caracterizaciones más recientes en Zoológicos comprueban lo dicho anteriormente.
25
Cuadro 1. Resultados caracterización de aguas Fundación Zoológico de Cali.
Parámetro Resultados
Caudal (L/seg) 0,31
DQO (mg/L) 175,06
DBO5 (mg/L) 138
Grasas ml/L 17,29
Sólidos suspendidos mg/L 70
Ph und 6,6-8,8
Tº (ºC) 23
Fuente: Caracterización realizada por Hidroambiental LTDA, Cali 2007.
Cuadro 2. Resultados caracterización de aguas residuales Zooparque los Caimanes.
Parámetro Resultados antes de
tratamiento
Resultados después de
tratamiento
Caudal (L/seg) 0,29 0,18
DQO (mg/L) 372 219
DBO5 (mg/L) 318 95
Grasas (ml/L) 10,32 2,42
Sólidos suspendidos mg/L 152 68
Ph und 8 8
Tº (ºC) Entre 28 y 33 Entre 28 y 33
Fuente: Caracterización realizada por el laboratorio de aguas de la universidad Pontificia Bolivariana, Montería 2008.
Para la Fundación Zoológica de Cali de acuerdo a los resultados de la caracterización
de aguas residuales implementaron un tren de tratamiento que consta de Trampa de
grasas + Tanque séptico + filtro anaerobio + filtro fitopedologico este sistema logra
remover entre el 60% y el 80% de la carga volumétrica generada por los vertimientos
del Zoológico.
En el ultimo filtro fitopedologico agregaron un dosificador de cloro de cabeza constante
para finalizar el tratamiento con el proceso de cloración, el cloro que utilizan es
hipoclorito de sodio al 11%.
26
Hasta el día de hoy la Fundación Zoológico de Cali logró remover sus cargas
contaminantes con este tren de tratamiento y de esta manera cumpliendo con el decreto
1594 de 1984.
Figura 2.Trampas de grasas. Figura 3. Laguna de estabilización.
Figura 4. Tren de tratamiento completo.
27
En el caso del Zooparque los Caimanes lograron diseñar un sistema de trampas de
grasas y dos lagunas de estabilización de 2 metros de profundidad cada una. Según las
caracterizaciones este tren de tratamiento tiene buenas eficiencias de remoción, el
único inconveniente que presenta son las altas unidades de Ph que se presentan
cuando las temperaturas alcanzan los 33 ºC, esto evidencia la poca actividad
fotosintética en las lagunas de estabilización.
Cuadro 3. Eficiencias de remoción en lagunas de estabilización Zooparque los Caimanes.
Parámetro Eficiencia de remoción (%)
DBO5 (mg O2/L) 81,46
DQO5(mg O2/L) 63,46
Sólidos suspendidos (mg/L) 72,23
Grasas y aceites (mg/L) 85,45
Fuente: Resultados Caracterización realizada por el laboratorio de aguas de la universidad Pontificia Bolivariana. Montería 2008.
Según el laboratorio de aguas de la universidad Pontificia Bolivariana podemos
observar que la relación de DBO5/ DQO5 es de 0,85 lo que indica una alta presencia de
materia orgánica para remover por las lagunas. En conclusión este sistema puede estar
más adecuado para la remoción de DBO5 y la DQO5 en remoción lenta.
Se nota ausencia de un tratamiento primario como sedimentadores para mejorar la
eficiencia de los sólidos suspendidos que no supero el porcentaje de remoción
nombrado en el decreto 1594 de 1984.
El 80% del agua tratada es recirculada por medio de motobombas hasta la zona de
zoocría de caimanes.
28
1.7 Tecnologías para el tratamiento de aguas residuales.
1.7.1 Proceso aeróbico
El proceso aeróbico es un proceso de respiración de oxigeno en el cual el oxigeno libre
es el único aceptador final de electrones; el oxigeno es reducido y el carbono es
oxidado, al igual que la materia orgánica o inorgánica. Todos los organismos que usan
oxigeno libre como aceptador de electrones son aerobios.
Usualmente, las bacterias son los organismos más importantes en el tratamiento
aerobio de las aguas residuales porque son excelentes oxidadores de la materia
orgánica y crecen bien en aguas residuales, siendo capaz de formar una capa
floculenta gelatinosa de muy buenas características para la remoción de la materia
orgánica. Tanto en los procesos de lodos activados como filtros percoladores son
comunes: Zooglea ramigera, Psendomonas, Flavobacterium y Alcaligenes.
En las reacciones metabólicas, los mecanismos de reacción para la oxidación del
sustrato y la reducción del oxigeno se conocen como sistemas de transporte de
electrones, los cuales proveen las trayectorias para obtención de energía y conversión
en enlaces energéticos de fosfato o ATP (adenosina trifosfato). En la oxidación
biológica aerobia, el O2 libre es esencial para los organismos aerobios como agente
para la oxidación de compuestos orgánicos en CO2. 7
1.7.2 Proceso anaeróbico
El proceso anaeróbico o fermentación lo definió Pasteur como la vida sin aire. Es la
descomposición u oxidación de compuestos orgánicos, en ausencia de oxigeno libre,
para obtener la energía requerida para el crecimiento y mantenimiento de los
organismos aerobios. El proceso anaerobio es menos eficiente en producción de
7 Ibídem, pag 17.
29
energía que el aerobio, puesto que la mayoría de la energía liberada en el catabolismo
anaerobio proveniente de la sustancia descompuesta aun permanece en los productos
finales orgánicos reducidos como el metano, generándose una cantidad de biomasa
mucho menor que la producida en el proceso aerobio.(Romero, 2000).
1.7.3 Tratamiento preliminar
Los tratamientos preliminares, aunque no reflejan un proceso así, sirven para aumentar
la efectividad de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios. Las aguas
residuales que fluyen desde los alcantarillados a las Plantas de Tratamiento de Aguas
Residuales, son muy variables en su flujo y contienen gran cantidad de objetos, en
muchos casos voluminosos y abrasivos, que por ningún motivo deben llegar a las
diferentes unidades donde se realizan los tratamientos y deben ser removidos. Es esta
la razón por la cual el inicio de toda PTAR son los tratamientos preliminares que
constituyen el primer paso en la remoción de sustancias objecionables a la naturaleza.
(Arias y Salazar, 1985).
Un tratamiento preliminar puede estar compuesto por: rejillas, desarenadores y tanques
de homogenización cuando los caudales no son constantes.
Rejillas
Deben colocarse aguas arriba de las estaciones de bombeo o de cualquier dispositivo
de tratamiento subsecuente que sea susceptible de obstruirse por el material grueso
que trae el agua residual sin tratar. El canal de aproximación a la rejilla debe ser
diseñado para prevenir la acumulación de arena u otro material pesado aguas arriba de
está. Además, debe tener preferiblemente una dirección perpendicular a las barras de la
rejilla. El sitio en que se encuentren las rejillas debe ser provisto con escaleras de
acceso, iluminación y ventilación adecuada (MAVDT, 1998).
30
Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover las
partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar.
Se utilizan en tomas para acueductos, en centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas
de tratamiento y en sistemas industriales. 8
Tipo Detritus (son los más conocidos y utilizados)
Convencional: Es de flujo horizontal el más utilizado en nuestro medio. Las partículas se
sedimentan al reducirse la velocidad con que son transportadas por el agua.
Desarenadores de flujo vertical: El flujo se efectúa desde la parte inferior hacia arriba.
Desarenadores de alta rata: Consisten básicamente en un conjunto de tubos circulares,
cuadrados o hexagonales o simplemente láminas planas paralelas, que se disponen
con un ángulo de inclinación con el fin de que el agua ascienda con flujo laminar.
Tipo Vórtice: Los sistemas de desarenación del tipo vórtice se basan en la formación de
un vórtice (remolino) inducido mecánicamente, que captura los sólidos en la tolva
central de un tanque circular.
La homogenización de caudales es una medida empleada para superar los problemas
de tipo operativo que causan estas variaciones de caudal, y para reducir el tamaño y los
costos de las unidades de tratamiento ubicadas aguas abajo. En efecto, la
homogenización amortigua las variaciones de caudal, de manera que se alcanza un
caudal de salida constante o casi constante.
La homogenización de caudal se puede emplear en diversas situaciones dependiendo
de las características de los sistemas de recolección de agua residual, y de los objetivos
deseados con el tratamiento. Esta práctica es muy útil en plantas pequeñas de
8 www.cepis.ops-oms.org/
31
tratamiento que experimentan variaciones considerables entre el caudal máximo y el
promedio es de 2 o menos, (Tchobanoglous, 2000).
Figura 5. Tratamiento preliminar.
1.7.4 Tratamiento primario.
El objetivo principal de un tratamiento primario es el de remover aquellos contaminantes
que pueden sedimentar, como por ejemplo los sólidos sedimentables y algunos
suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas.
En un tratamiento primario se puede remover, cerca de un 60% de los sólidos
suspendidos y un 35% de la DBO presentes en el agua residual pueden ser removidos,
siendo bueno anotar que compuestos solubles no pueden ser eliminados por este tipo
de tratamiento.
En el tratamiento primario se sedimentan todas las partículas sobrenadantes que no
fueron removidas en el tratamiento preliminar. Estas partículas por lo general son de un
peso específico menor que el agua a diferencia de las que se sedimentaron en el
desarenador.
Este tratamiento se puede componer de: sedimentadores primarios, tanques sépticos y
tanques Imhoff.
32
1.7.4.1 Sedimentadores
Son básicamente tanques para la remoción de los sólidos suspendidos y DBO en las
aguas residuales, mediante el proceso físico de asentamiento de las partículas
floculentas en el fondo de los tanques de sedimentación. (Cepis 1998).
Figura 6. Tratamiento primario con sedimentador.
Cuadro 4. Características Sedimentador primario.
Características Unidades
Geometría (relación ancho largo) 1.5 y 15.1
Tiempo de retencion mínimo 60 min
Profundidad 2 mts - 5 mts
Tasa de desbordamiento total para flujo medio 32 a 48 m³/m²/día
Profundidad de almacenamiento de lodos 30 – 45 cm
Entradas y salidas Distancia: de 3mts, velocidad: 0,3 m/seg.
Estructura de disipación (ubicación) Entrada :Entre 0,6 y 0,9 m
Sumergido: 0,45-0,60 m
Fuente: SELTAR 2005.
1.7.4.2 Tanques sépticos
Son generalmente subterráneos y herméticos para prevenir cualquier entrada de aguas
lluvias. Las funciones que cumple el tanque séptico son: eliminar los sólidos
suspendidos y el material flotante; así mismo realiza la digestión de los lodos
sedimentados y los almacena junto con el material flotante (Romero, 1999; IMTA,
1997;). El tanque séptico se comporta como un reactor anaerobio que promueve la
33
digestión parcial de la materia orgánica retenida en él, (Kreissl, 2000 en EPA, 2002;).
En el fondo del tanque se acumulan los sólidos sedimentables y en la parte superior del
tanque se acumulan los materiales livianos como las grasas. Polprasert (Cepis, 1988;).
Figura 7. Tratamiento primario con tanque séptico.
El efluente del tanque séptico contiene concentraciones significativas de patógenos y de
nutrientes, los cuales deben ser descargados al suelo, arena o a otro medio de
absorción. (Kreissl, 2000 en EPA, 2002;)9.
Es recomendable que la concentración de grasas y aceites en el agua residual afluente
sea inferior a 30 mg/L, y que estos se construyan a mas de 15 mts de cualquier fuente
abastecedora, a más de 1,5 mts de edificaciones y 3 mts de arboles y redes públicas.
Cuadro 5. Características tanque séptico.
Características Unidades
Eficiencias de remoción. DBO5 : 30 y 60 % - SST: 40 y 70% - Grasas 70
y 80 %
Estructura de entrada Utilizar T para disminuir los corto circuitos.
Estructura de salida Tubo extendido 40% debajo del nivel del agua.
Localización
15 m de fuentes de agua.
1.5 m de edificaciones.
3 m de arboles y redes subterráneas.
Geometría Relación largo ancho 3:1
Fuente: (EPA 2002; RAS 1998).
9 Citado por SELTAR, Cali 2005.
34
1.7.4.3 Filtro anaerobio
Este está constituido por un tanque o columna, relleno con un medio solido para soporte
del crecimiento biológico anaerobio. El agua residual es puesta en contacto con el
crecimiento bacterial anaerobio adherido al medio y como las bacterias son retenidas
sobre el medio y no salen en el efluente es posible obtener tiempos de retención celular
en el orden de cien días con tiempos de retención hidráulica cortos, permitiendo así el
tratamiento de aguas residuales de baja concentración a temperatura ambiente. Los
filtros anaerobios también pueden ser útiles para desnitrificar efluentes ricos en nitratos
o como pretratamiento en plantas de purificación de agua.
Figura 8. Filtro Anaerobio de flujo ascendente.
El proceso no utiliza recirculación ni calentamiento y produce una cantidad mínima de
lodo; las pérdidas de energía a través del lecho son mínimas, menores de 7,5 cm en
unidades de laboratorio de 15 cm de diámetro y 1,8 m de altura. El filtro anaerobio usa
como medio de soporte de crecimiento piedras, anillos de plástico colocados al azar.
La acumulación de biomasa y de sólidos inertes puede causar canalización y
cortocircuito. El medio permanece sumergido en el agua residual, permitiendo una
concentración de biomasa alta y un efluente clarificado, el proceso se ha usado a bajas
temperaturas, pero preferiblemente la temperatura debe ser mayor de 25ºC. El espesor
observado de biopelicula sobre diferentes medios plásticos es de 1 a 3 mm. Alcanza
remoción del 80% con piedras de 4 a 7 mm. (Romero, 2000).
35
1.7.5 Tratamiento secundario.
El objetivo de un tratamiento secundario es remover la DBO soluble que escapa a un
tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de SS. Estas
remociones se efectúan fundamentalmente por medio de procesos biológicos en donde
se efectúan las mismas reacciones que ocurrían en una corriente receptora de aguas
residuales, cuando ésta tiene capacidad asimilativa. En el tratamiento secundario las
reacciones naturales que tendrían lugar en una corriente receptora son aceleradas para
facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicos en periodos cortos de
tiempo. Un tratamiento secundario remueve aproximadamente 85% de la DBO y los SS,
aunque no remueve cantidades significativas de nitrógeno, fosforo metales pesados,
DQO y bacterias patógenas.
Cuando los efluentes de una PTAR de tipo secundario no cumplen con ciertos niveles
de calidad, se hace entonces necesario un tratamiento terciario o avanzado para
remover los compuestos mencionados anteriormente.
En el tratamiento secundario de tipo biológico como se dijo anteriormente, los
compuestos orgánicos son degradados en igual forma que en una corriente receptora
cuando se proporcionan condiciones ambientales apropiadas.
Además de estos dos ingredientes básicos, microorganismos - materia orgánica
biodegradable se necesita además un buen contacto entre ellos, la presencia de un
buen suministro de oxigeno, además de otras condiciones favorables como lo son la Tº,
pH y un adecuado tiempo de contacto.
Varios son los mecanismos usados para llevar a efecto el proceso anterior entre los
cuales merecen destacarse los lodos activados, filtros percoladores, lagunas de
estabilización y biodiscos, todos de tipo biológico. (Suares y Salazar 1985).
36
1.7.5.1 Lagunas aireadas
Una laguna aireada es un estanque de 2 a 5 m de profundidad hecho para el
tratamiento biológico de aguas residuales. En el sistema de tratamiento se usa un
equipo de aireación mecánica con el objeto de suministrar oxigeno y mezcla. Una
laguna aireada se diseña como una laguna aerobia, con suficiente introducción de
potencia para mantener todos los sólidos en suspensión, o facultativa con un nivel de
potencia apenas suficiente para crear la turbulencia necesaria para la dispersión de
oxigeno y permitir la sedimentación de sólidos.
Figura 9. Laguna aireada.
Las lagunas aireadas facultativas son las más usadas frecuentemente por que
producen un buen efluente , los niveles de potencia son inferiores, requieren control
mínimo y la remoción de lodos es poco frecuente , cada diez años o más. Las lagunas
aireadas se usan frecuentemente para aguas residuales industriales de concentración
alta.
El equipo de aireación puede producir mezcla turbulenta como en el caso de los
aireadores superficiales, o puede producir condiciones de flujo laminar como en el caso
de los sistemas de aire difuso. (Romero, 2000)
1.7.5.2 Laguna anaerobia
Las lagunas anaerobias son usadas para el tratamiento de aguas residuales con altas
cargas orgánicas, principalmente en zonas rurales, el tratamiento anaerobio se lleva a
37
cabo mediante una amplia variedad de bacterias clasificadas en dos grupos:
formadoras de ácidos (acidogénicas) y formadoras de metano (metanogénicas). Estos
dos grandes grupos de bacterias actúan en forma combinada para garantizar la
conversión del carbono en metano.
El tratamiento anaerobio comparado con el aerobio tiene las siguientes ventajas y
desventajas (Hammer y Jacobson, citado por Crites, Techobanoglus 2000)
Figura 10. Laguna anaerobia.
Ventajas
1. Posibilidad de alcanzar una gran estabilización del residuo.
2. Baja producción de lodos biológicos residuales.
3. Baja necesidad de nutrientes.
4. No requiere oxigeno.
5. Produce metano.
Desventajas
1. Remoción incompleta de la DBO.
2. Requiere temperaturas altas.
3. Generación potencial de malos olores.
El diseño de lagunas anaerobias se realiza con base en la tasa de carga orgánica
superficial, la tasa de carga orgánica volumétrica y el tiempo de retención hidráulico. En
climas donde las temperaturas superan los 22 ºC, se puede alcanzar hasta un 50% de
38
remoción de DBO usando los siguientes criterios de diseño. (WHO, 1987; citado por
Crites, Techobanoglus 2000)10
Profundidad entre 2.5 y 5 mts.
Tiempo de retención hidráulico de 5 dias.
Carga orgánica volumétrica superior a 0,3 Kg/m3.d
1.7.5.3 Lagunas aerobias.
Las lagunas aerobias son bastante profundas para permitir la penetración de la luz del
sol en toda la columna de agua. Como resultado este tipo de lagunas tiene una gran
actividad fotosintética durante las horas de luz solar en toda la columna de agua, su
profundidad varía entre los 0,3 y 0,6 mts. Las lagunas diseñadas para aumentar la
actividad fotosintética de las algas se denominan también laguna de alta tasa.
Figura 11. Laguna aerobia.
El termino de alta tasa se refiere a la velocidad de asimilación metabólica de
compuestos orgánicos, la cual permanece invariable, el oxigeno producido por las algas
permite a las bacterias degradaren forma aerobia los compuestos orgánicos presentes
en el agua residual. Durante las horas de luz solar, el oxigeno y el Ph aumentan
alcanzando valores máximos; mientras que en las horas de oscuridad dichos
parámetros disminuyen en forma considerable con respecto del valor máximo.
10
Ibídem, p. 33.
39
Los tiempos de retención de estos sistemas son relativamente cortos (5 d). Las lagunas
aerobias se utilizan en combinaciones con otras lagunas y su aplicación se limita a
climas cálidos y soleados (Crites, Techobanoglus 2000).
1.7.5.4 Lagunas facultativas.
Las lagunas facultativas son las más usadas entre las diferentes clases de lagunas, en
general su profundidad varía entre 1.5 mts y 2.5 mts y se conocen también como
lagunas de estabilización. El tratamiento se desarrollo también por medio de bacterias
aerobias en la capa superior y bacterias anaerobias en la parte inferior, dependiendo de
la mezcla que se induce por la acción del viento. Los sólidos sedimentables se
depositan en el fondo de la laguna. El aporte de oxigeno se logra por fotosíntesis y por
reaireación natural superficial. Las lagunas facultativas pueden funcionar como lagunas
con descarga controlada, lagunas de retención total, o como unidades de
almacenamiento para un tratamiento posterior (Crites, Techobanoglus 2000).
Figura 12. Laguna facultativa.
Una laguna de estabilización es recomendada para pequeñas poblaciones entre 10.000
y 20.000 habitantes o para ciertas industrias. Las eficiencias en la remoción de DBO
son altas y en muchos casos cumple con los requerimientos sobre efluentes de una
planta de tratamiento secundaria, pero las concentraciones de SST son demasiadas
altas, cerca de 100 mg/l, por la gran cantidad de algas presentes, la remoción de estas
algas puede hacerse por medios de varios métodos, entre los cuales merece
40
destacarse la filtración a través de lechos de arena o grava, coagulación y
posteriormente la sedimentación. (Orozco, Salazar, 1985).
Las eficiencias de remoción en estas lagunas son de:
DBO entre el 70% y 90%
SST entre el 40 y el 60%.
Coliformes 1 log.
1.7.6 Humedales
Los humedales, naturales o artificiales, son sistemas de tratamiento acuático en los
cuales se usan plantas y animales para tratamiento de aguas residuales. Los
humedales artificiales son de superficie libre de agua, es decir, con espejo de agua; o
de flujo subsuperficial sin espejo de agua. Los humedales artificiales se han utilizado en
el tratamiento de aguas residuales municipales, para tratamiento secundario o
avanzado, en el tratamiento de aguas de irrigación, para tratar lixiviados de rellenos
sanitarios, en el tratamiento de residuos de tanques sépticos y para otros propósitos
como desarrollar hábitats para crecimientos de valor ambiental. (Romero 2000).
1.7.6.1 Humedal de Flujo libre o Superficial
Los humedales de flujo libre superficial son aquellos sistemas en los cuales el agua está
expuesta a la atmósfera. Consisten en balsas o canales paralelos con niveles de agua
poco profundos sobre la superficie del terreno, un fondo constituido por suelo u otro
medio relativamente impermeable que soporte la vegetación emergente y evite la
percolación del agua residual hacia las aguas subterráneas (Metcalf & Eddy, 1995;
Reed et al., 1995, West Virginia University, 2002; EPA, 2000;). Los humedales de flujo
41
libre son generalmente largos y angostos con el fin de minimizar los cortos circuitos.
(Crites, 1994)11.
Figura 13. Humedal de flujo libre.
El afluente se distribuye sobre un área extensa de agua y vegetación emergente. La
lenta velocidad que se produce y el flujo esencialmente laminar proporcionan una
remoción muy efectiva del material particulado.
Este humedal es un pantano en el que la vegetación emergente es inundada hasta una
profundidad de 10 o 45 cm. La vegetación incluye juncos, cañas, espadaña y anea.
Algunos humedales artificiales se construyen con revestimientos en material
impermeable para impedir la percolación, otros para retención completa del afluente y
perdida por percolación y evapotranspiración.
La vegetación con sus tallos, hojas sumergidas y raíces sirve como medio de soporte
de crecimiento bacterial, reduce el potencial de crecimiento de algas y oxigena. Para
mantener una reacción apropiada se recomiendan cargas de DBO de máximo 112 Kg
DBO/ha.d. Un humedal de flujo libre o espejo de agua permite remociones altas de
DBO, SST, nitrógeno, metales y patógenos. La remoción aumenta con el tiempo de
retención y con la temperatura. La remoción de DBO puede ser del 60% al 80% y de
SST del 50% al 90%. (Romero 2000).
11
Ibídem, p.33.
42
1.7.6.2 Humedal de Flujo Subsuperficial
Los humedales de flujo subsuperficial consisten de balsas o canales con fondo
impermeable rellenos de un medio de soporte poroso, generalmente grava o arena, el
nivel del agua es mantenido por debajo de la superficie del medio de soporte y el agua
residual fluye horizontalmente a través de la zona de raíces entre 0.1 a 0.15 m por
debajo de la superficie de la grava, la vegetación es plantada en la parte más alta del
medio. El efluente tratado es recolectado en un canal o tubería de salida (Crites, 1994;
Reed et al., 1995; Metcalf & Eddy, 1995; citado por SELTAR, Cali 2005).
Figura 14. Humedal de flujo subsuperficial.
El medio de soporte es comúnmente grava gruesa y arena en espesores de 0,45 a 1 m
con pendiente de 0 a 0,5%. En contraste con los humedales de flujo libre los humedales
de flujo subsuperficial tienen menores requerimientos de área y carecen de problemas
de olores y de mosquitos. Como desventaja sin embargo, se tiene un costo mayor por el
medio de grava y riesgo de taponamiento. La vegetación es semejante a la de los
humedales con flujo libre y no se requiere cosechar las plantas. (Romero 2000).
La remoción de estos humedales corresponde al 80% en DBO5 según Shutes, 2000.
1.7.6.3 Lodos activados convencional
Este proceso fue desarrollado en Inglaterra en 1914 por Andern y Lockett y recibió este
nombre porque suponía la producción de una masa activa de microorganismos capaz
de estabilizar un residuo por vía aerobia (Metcalf & Eddy, 1991).
43
En el proceso de lodos activados, el residuo orgánico se introduce en un reactor donde
se mezcla con gran cantidad de aire y microorganismos aerobios que permanecen en
suspensión. El contenido del reactor se denomina líquido mezcla. Bajo estas
condiciones, los microorganismos oxidan parte del desecho orgánico a dióxido de
carbono y agua, para obtener energía, y sintetizar otra parte en forma de células
microbianas nuevas utilizando la energía obtenida de la oxidación.
Figura 15. Lodos activados.
El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores o
aireadores mecánicos que, a su vez, sirven para mantener el líquido mezcla en un
régimen de mezcla completa. Tras un período determinado de tiempo, la mezcla de las
nuevas células con las viejas se conduce a un tanque de sedimentación. (SELTAR, Cali,
2005).
Variantes
Entre las posibles alternativas ó variantes que se pueden presentar en el sistema de
lodos activados, se encuentran las siguientes:
Mezcla Completa
Alimentación escalonada
Alta tasa
Aireación Extendida
44
Zanjas de oxidación
Oxigeno puro
Reactor secuencial por tandas (SBR)
Las eficiencias de remoción para DBO, DQO Y SST pueden variar entre el 70% y 90%.
(Arruda,1995; Rivas, 1978).
1.7.6.4 Biodiscos
Los contactores biológicos rotativos, comúnmente conocidos como biodiscos, se
instalaron por primera vez en Alemania en 1960, y más tarde se introdujeron a los
Estados Unidos. En este proceso la biomasa está fija y adherida a unos discos
parcialmente inmersos en el agua residual a tratar. Los discos rotan sostenidos por un
eje, que puede ser perpendicular o longitudinal a la dirección del flujo.
Los discos son construidos en plástico liviano y cuando se inicia el proceso de
tratamiento, una capa de bacterias de 1.5 a 3,9 mm de espesor se forma sobre el disco.
A medida que los discos rotan, la parte que esté impregnada de agua residual sale a la
superficie y absorbe el oxígeno atmosférico que es utilizado por la capa de
microorganismos para oxidar la materia orgánica presente.
Figura 16. Biodiscos.
A medida que los organismos pasan por el fondo del tanque y absorben agua residual,
la película bacterial va creciendo hasta que se desprende del disco y queda en
suspensión por la acción rotatoria de los discos.
45
La forma de los tanques donde fluye el AR por lo general es cilíndrica. El proceso de
absorción y asimilación de los residuos se efectúa de manera muy similar a la de los
filtros biológicos. Los sólidos suspendidos son removidos posteriormente en un
clarificador secundario. (Metcalf & Eddy 1991). 12
Cuadro 6. Eficiencias de remoción en biodiscos.
Parámetro Unidades MDAVDT Rango
DBO % 75-95 75-95
DQO % 80-95 80-95
SST % 80-90 80-90
Fósforo % 10-25 10-25
Nitrógeno Orgánico % 15-20 15-20
Nitrógeno Amoniacal % 8-15 8-15
Fuente: SELTAR 2005.
Entonces podemos ver que los biodiscos son como una combinación de los procesos
de lodos activados y filtros percoladores, siendo la diferencia con este último proceso,
en que los microorganismos son pasados a través del agua residual y no éstas a través
de los microorganismos como en el filtro percolador. También a diferencia de los lodos
activados y filtros percoladores, no se hace necesario la recirculación de lodos (Orozco,
Salazar, 1985).
1.7.6.5 Reactor UASB
El UASB (Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente y Manto de Lodos) aparece
entonces como una opción viable para el tratamiento de efluentes orgánicos líquidos. El
concepto de reactor UASB fue desarrollado en los años 70 por Lettinga y colaboradores
(Lettinga et al., 1980; Lettinga y Vinken, 1980) y es ahora aplicado mundialmente para
el tratamiento de efluentes cloacales en países de clima tropical (Seghezzo et al.,
1998). En climas templados y subtropicales no ha sido utilizado, principalmente por
12
Ibídem p, 33.
46
limitaciones de temperatura, la cual afecta la tasa de hidrólisis del material particulado y
reduce la eficiencia del tratamiento.
Figura 17. Reactor UASB.
A temperaturas moderadas, la presencia de sólidos en suspensión constituye un
inconveniente para el tratamiento anaeróbico. Para superar este inconveniente, se han
propuesto sistemas anaeróbicos en dos etapas. En la primera etapa se retienen e
hidrolizan parcialmente los sólidos y en la segunda se degradan los compuestos
solubles presentes en el líquido, y aquellos generados durante la primera etapa.
La eficiencia de remoción del reactor según el RAS 2000 es de:
DQO5 (mg/l): 60%-80%.
DBO (mg/l): 65%-80%
Patogenos UFC/100ml :100%
1.7.7 Tratamiento Terciario
La necesidad de tratamientos terciarios o avanzados se ha hecho necesaria a medida
que se han hecho sentir los efectos de compuestos que escapan al tratamiento
secundario de las aguas residuales. Entre estos compuestos podemos citar al nitrógeno
y el fosforo, metales pesados, DQO soluble y también podríamos incluir el tratamiento y
disposición de lodos, aunque muchos autores lo consideran en una categoría de
47
tratamiento diferentes. La gran mayoría de estos tratamientos son complejos y pueden
representar un porcentaje muy alto de los costos totales del tratamiento.(Suares y
Salazar, 1985).
Dentro de los compuestos nombrados anteriormente que lograr pasar al tratamiento
secundario podemos encontrar los coliformes:
Los coliformes son un grupo de bacteria que incluye los géneros Eschericha y
Aerobacter. Por constituir un grupo muy numeroso, 2 x 1011 organismos por persona
por día, en los excrementos humanos, se usan como indicadores de contaminación, por
organismos patógenos, en el agua. El hecho de que los Aerobacter y ciertos Eschericha
pueden crecer en el suelo, no permite afirmar siempre que la presencia de coliformes lo
cauce la contaminación fecal. Sin embargo, en aguas de consumo humano la presencia
de coliformes se usa como indicador de contaminación, puesto que el agua no debe
tener contacto con el suelo. Las eficiencias de remoción que se utilicen deben llegar
hasta la remoción del 99.99% de remoción, las lagunas de maduración son comunes en
entregar estas remociones (RAS,2000).
En aguas residuales se usa el ensayo de coliformes fecales, bacterias que producen
gas en medio EC a 44,5ºC, en 24 ± 2h, como indicador de contaminación, los cuales
constituyen los mejores indicadores de la presencia posible de patógenos (Romero
2000).
1.7.7.1 Laguna de Maduración.
Son lagunas de estabilización aerobia de muy baja tasa, terciarias o de pulimento.
Reciben el efluente de la laguna facultativa o de otro proceso de tratamiento secundario
(IMTA, 1997; Polprasert, 1995; Van der Steen, 2002a; Yánez, 1993; Mara et al., 1992).
Son lagunas poco profundas en las cuales se mantiene la actividad algal a través de
toda la profundidad de la laguna, produciéndose durante el día grandes cantidades de
oxígeno (Van der Steen, 2002ª,)
48
Figura18. Laguna de maduración.
La función principal de las lagunas de maduración es la eliminación de microorganismos
patógenos (Mara et al., 1992; Peña, 1996; Arthur, 1994) y proveer un efluente de alta
calidad apropiada para el reuso en agricultura o acuicultura principalmente, recarga de
acuíferos, descarga a cuerpos de agua, el tamaño y número de lagunas terciarias
depende de la calidad requerida del efluente final (IMTA, 1997; Polprasert, 1995; Van
der Steen, 2002a; Yánez, 1993; Pescod, 1992; Salter et al, 1999). Series de pequeñas
lagunas son más eficientes que una sola laguna de tamaño equivalente,
preferiblemente estas deben tener el mismo tamaño (Peña, 1996)13.
Eficiencias de remoción según Polprasert 1995.
DBO5 (mg/l): 30%-60%
SST (mg/l): 20%-40%
Coliformes UFC/100ml: 4 log.
1.8 MARCO JURÍDICO
Ley 99 del 22 de diciembre de 1993. Por la cual se crea el Ministerio del Medio
Ambiente, se reordena el sector público encargado de la gestión y Conservación del
Medio Ambiente y los Recursos Naturales Renovables, se organiza el sistema
Nacional Ambiental (SINA) y se dictan otras disposiciones.
13
Ibídem p, 33.
49
Resolución 273 de 1997 y 352 de 1998. 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).
Decreto 1220 de 2005, modificado por el decreto 500 de 2006. Licencias
ambientales.
Decreto 901/ 97. Reglamenta las tasas retributivas para vertimientos puntuales
establecidas por la ley 99 del 93 en el artículo 42.
Resolución 1433. Se reglamenta el artículo 12 del Decreto 3100 de 2003, sobre
Planes de Saneamiento y Manejo de Vertimientos, PSMV, y se adoptan otras
determinaciones.
Decreto 1541. Para cumplir los objetivos establecidos por el artículo 2 del Decreto
Ley 2811 de 1974, este decreto tiene por finalidad reglamentar las normas
relacionadas con el recurso agua en todos sus estados.
Decreto 2811 del 74, articulo 145. Decreto 1541 del 78, artículos 211. Resolución
CARDER 567/97, artículo 18, parágrafo. Permiso de vertimientos.
Decreto 3100 del 2003, articulo 12. Resolución MAVDT 1433 del 200. Aprobación de
plan de manejo de saneamiento y manejo de vertimientos (PSMV).
Decreto 1594/ 84. Reglamenta los vertimientos, usos del agua y residuos líquidos.
Resolución 252 de 2007, la cual define los objetivos de calidad por tramos en
corrientes hídricas de Risaralda. CARDER.
50
Decreto 160814. Por el cual se reglamenta el Código Nacional de los Recursos
Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente y la Ley 23 de 1973 en
materia de fauna silvestre. Título V, capítulo II.
1.9 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
Observación: con visitas al Zoológico se levanto información importante para construir
el diagnostico físico y ambiental en la producción y manejo actual de las aguas
residuales del Zoológico Matecaña. Los datos obtenidos durante el levantamiento de la
información arrojaron y exigieron clasificar diferentes actividades y procesos en un
orden tal que permitió el desarrollo de la investigación.
Analítico: teniendo claro algunos de los procesos y actividades necesarias para el
desarrollo de la investigación se analizaron y estudiaron resultados positivos y
negativos, algunos de los análisis fueron enfocados al consumo de agua por hábitat,
análisis de las aguas residuales, tipo de alcantarillado, terrenos disponibles para la
ejecución de la propuesta. El análisis estuvo acompañado de información científica,
métodos aplicados y asesorías de personal profesional en el campo de la investigación.
Deductivo: con el levantamiento de la información y los resultados analizados se
dedujeron las soluciones más viables y económicas para el planteamiento del proyecto,
los mecanismos de selección de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales
fueron uno de los procesos dentro de la información científica y métodos aplicados que
dedujeron las alternativas viables y económicas para el proyecto.
Otros métodos: la comparación de los resultados obtenidos durante el análisis con
datos reales y la experiencia de investigaciones similares a esta permitió dar al proyecto
14
www.minambiente.gov.co
51
una seguridad en cuanto a las decisiones que se debían tomar al sugerir las alternativas
ambientales que le darán la viabilidad al proyecto.
52
2 DIAGNOSTICO AMBIENTAL DEL ZOOLÓGICO MATECAÑA EN LA PRODUCCIÓN Y MANEJO DE LAS AGUAS RESIDUALES
2.1 LOCALIZACIÓN…ver plano 1 de 5…
El Zoológico Matecaña se encuentra ubicado frente al Aeropuerto Matecaña con una
área de 12.5 hectáreas de las cuales 7.5 están dedicadas a la exhibición, el
parqueadero la recreación y zona administrativa; las otras 5 hectáreas son dedicadas a
la siembra de pasto y al hogar de paso (centro de conservación de especies con objeto
de liberación). Al Norte se encuentra lindando con los barrios Matecaña, Nacederos,
Libertadores y Matecaña lo que fue antiguamente la bancada del ferrocarril; también
encontramos unos metros más abajo la cuenca del rio Otun, la vía la Romelia-el Pollo,
el Matadero municipal, el barrio Parque Industrial y otros.
El clima predominante en el área corresponde a la clasificación de clima medio muy
húmedo, (Zona de vida Bosque húmedo montano bajo), (Estudio general de suelos del
departamento de Risaralda. IGAC. 1988).
Meteorología15
Altura: 1342 m.s.n.m.
Pluviosidad: entre 2500-3000 mm/año.
Coordenadas: latitud 04º49’N- longitud 75º44’E.
Temperatura Media: 21.6° C
Temperatura Máxima Media: 27.3° C
Temperatura Mínima Media: 16.1° C
Humedad Relativa Media: 76%
Precipitación Promedio Anual: 2.207 milímetros
Precipitación Máxima en 24 Horas: 104 milímetros
15
IDEAM, estación meteorológica Aeropuerto Matecaña, 2004.
53
Promedio de días con precipitación: 219 días al año
Insolación Media Anual: 2.100 horas
Evapotranspiración Media Anual: 1.364 Milímetros
El total de Precipitación en el año 2004 fue de: 2.125 milímetros.
El promedio de humedad relativa del año 2004 fue del 75%.
La presión atmosférica media anual al nivel de la estación (no corregida al nivel medio
del mar) es de 901.9 hectopascales o 26.63 pulgadas de Mercurio.
El promedio anual de vientos máximos para el año de 2004 fue de 38 Km /hora, el valor
máximo fue en el mes de agosto con 46 Km/hora. Los vientos predominantes soplaron
desde el Noreste, es decir entrando por la cabecera 25 de la pista (sector Avenida 30
de Agosto) hacia la cabecera 07 (sector, Gamma, Corales, Cerritos).
La estación del Aeropuerto Matecaña registro en total 1.804 horas de sol en el año
2004.
2.2 POBLACIÓN ACTUAL Y FUTURA
Según el departamento clínico del Zoológico Matecaña existen actualmente 652
animales representados en 150 especies entre aves, mamíferos, reptiles; provenientes
de países de AMÉRICA, ASIA, AUSTRALIA y ÁFRICA. La distribución de estas
especies esta dentro de la organización a futuro del Zoológico en el sitio actual, el cual
pretende ser un parque temático mundial donde las especies de cada país estén
agrupadas en diferentes zonas del parque, esto con el fin de que cada visitante pueda
identificar las especies de estos países de una forma más educativa y recreativa.
Para conocer su población futura no podríamos contar por el momento con las
matemáticas y estadísticas, ya que el número de la población futura de los Zoológicos
54
depende de la importancia que represente cada uno basado en cuanto a los objetivos
de Educación, Recreación Investigación y Conservación que tenga cada especie (Plan
de Colección). Pero de acuerdo a estos planes de colección el número de especies que
tiene nuestro Zoológico seria un dato que no varía en muchos años pese a que este
Zoológico posee es uno de los más completos en variedad de especies. Cada
Zoológico debe diseñar su Plan de Colección teniendo en cuenta el número actual de
animales que tienen en exhibición, dependiendo del objetivo de cada especie el número
de individuos por especie varía entre dos y tres, se sugiere que el número de especies
entre los Zoológicos del país se mantenga a nivel a través de los intercambios entre
ellos mismos. 16
Especies con Fines de Educación
Aquellas especies que puedan cumplir con alguno de los siguientes fines educativos:
1 Educar al público visitante del zoológico: Estas especies presentan características
fenotípicas y comportamentales que pueden ser fácilmente interpretadas por el
público y son empleadas por el departamento de educación como fundamento para
la explicación de muchos procesos evolutivos, biológicos y ecológicos de los
organismos. Estas especies son herramientas indispensables para el desarrollo de
capítulos de información incluidos dentro de los currículos de la educación formal de
nuestro país.
2 Desarrollar campañas o programas de educación hacia la comunidad visitante del
zoológico, la comunidad urbana (educación ex situ) y comunidad rural (educación in
situ). El objetivo de estas campañas es exclusivamente educación para la
conservación.
16
Diseño modulo plan de colección Zoológico Matecaña. Departamento clínico 2002.
55
3 Complementar el concepto de mensaje holístico que se desea transmitir al visitante.
Son aquellas especies que por si solas, carecen de valor o aceptabilidad por parte
del público receptor, pero enriquecen o completan mensajes educativos sobre
hábitats y ecosistemas.
Especies con Fines de Recreación
Aquellas especies que por sus características son mantenidas en la colección biológica
para complementar mensajes educativos detallados en la categoría anterior y además,
el público espera encontrar dentro del zoológico, hasta el punto que su ausencia
afectaría directamente el volumen de asistencia promedio de público al zoo,
disminuyendo la capacidad económica de la institución para el cumplimiento de los
demás objetivos. En esta categoría se incluyen las especies exóticas de la colección
excepto aquellas que hagan parte de algún programa internacional de conservación
(CAMP o similar).
Especies con Fines de Investigación y Conservación (I/C)
Se organizan en cuatro niveles o subcategorías:
Aquellas especies que por alguna razón carecen de información biológica, de manejo
o médico veterinaria completa y el zoológico está en capacidad de desarrollar
investigaciones que permitan ofrecer información sobre aspectos pocos explorados.
Especies de las que existe información completa y experiencias de manejo en otras
instituciones diferentes a la propia. El zoológico debe desarrollar investigaciones
cortas para adquirir mayores conocimientos sobre manejo en cautiverio de estas
especies y mejorar su bienestar. En este punto pueden ser aceptadas aquellas
especies con poca experiencia en el levante de crías y problemas de reproducción
dentro de la institución.
56
Aquellas especies con categorías altas de amenaza en los listados o libros rojos
colombianos y requieren el desarrollo de investigaciones que ofrezcan mayor
conocimiento de su historia natural, poblaciones, amenazas y biología de la
conservación. Las investigaciones que el zoológico desarrolle sobre esta especie
podrán ser a nivel in situ o ex situ según necesidades de la especie y posibilidades
de la institución.
Aquellas especies que en conjunto, permiten el desarrollo por parte del zoológico de
investigaciones sobre un hábitat o ecosistema en particular. A este nivel, pueden
pertenecer también especies del nivel 3. Las investigaciones en este caso se
realizarán sobre aspectos muy puntuales, según oportunidades y capacidades de la
institución. En esta subcategoría pueden incluirse esfuerzos como apoyo
interinstitucional y gestión de fondos entre otros.
2.3 ASPECTOS AMBIENTALES
El Zoológico Matecaña representa una importancia ambiental en la conservación ex situ
de especies silvestres que están en peligro de extinción apoyado de la educación y la
investigación que se hace en este lugar. Posee personal especializado en el manejo,
biología y conservación de la fauna silvestre que pueden ayudar a que diferentes
grupos como: las autoridades judiciales aprendan sobre el manejo de la fauna silvestre
al hacer un decomiso, los visitantes del parque y los diferentes colegios de variados
grados escolares aprendan el porqué no tener animales silvestre como mascotas y
ayuden a su protección
El zoológico recibe anualmente una población de 300.00017 visitantes de todo
Colombia, esta comunidad está siendo educada a través de guías preparados en el
tema de la conservación de la biodiversidad, señalización de fauna, módulos didácticos
17
Ultimo informe junta directiva Zoológico Matecaña, 2007.
57
y otras actividades más que pueden hacer que la comunidad se sensibilice y ayude a
prevenir el tráfico ilegal de fauna silvestre y otros problemas mas que tiene que ver con
la extinción de las especies. El zoológico también es visitado por grupos escolares de
diferentes grados escolares que van desde cero grado hasta universitario que llegan al
zoológico con el interés de aprender sobre diferentes temas relacionados con los
animales.
En Colombia, mediante un convenio entre la Asociación Colombiana de Parques
Zoológicos y Acuarios, ACOPAZOA y el Ministerio del Medio Ambiente, y como parte de
la implementación del Plan Estratégico Nacional para la Conservación y Recuperación
de especies de Fauna y Flora Amenazadas, se establecieron los criterios generales
para un programa Nacional de Conservación EX SITU en Zoológicos y acuarios,
enmarcado en la estrategia mundial para la Conservación de Zoológicos y cuyo objetivo
es promover que los Zoológicos y acuarios sean instituciones que dediquen todo su
potencial a la conservación de la especies, sus hábitats naturales y los ecosistemas, a
través de la educación pública, la investigación científica y la conservación en el campo.
18
Para alcanzar las metas del programa nacional de conservación Ex situ, los Zoológicos
incluido el Matecaña se han comprometido a:
Apoyar activamente la conservación de las poblaciones de las especies en peligro y
sus ecosistemas naturales.
Ofrecer ayuda y facilidades para incrementar el conocimiento científico que
beneficiara a la conservación.
Promover un incremento en la conciencia pública y política, sobre la necesidad de
conservar la sustentabilidad de los recursos naturales y la creación de un nuevo
equilibrio entre los seres humanos y la naturaleza.
18
ACOPAZOA, Biodiversidad. Colombia país de vida, 2003.
58
2.4 SERVICIOS PÚBLICOS
2.4.1 Acueducto y alcantarillado.
La empresa prestadora de este servicio es Aguas y Aguas de Pereira, esta le suministra
agua potable a través de sus redes de distribución con tuberías de 3 pulgadas y
pasando a 2 pulgadas hasta llegar a cada uno de los puntos de consumo, un tanque de
reserva de 18 m3 y dos tanques subterráneos de 30 m3 aproximadamente cada uno.
Una vez es utilizada y transformada esta agua por la actividades es conducida por las
redes de alcantarillado del Zoológico hasta el descole principal ubicado en la antigua vía
del tren a un lado del albergue del elefante africano el cual conduce esta agua al rió
Otún.
El alcantarillado inicio su construcción a medida que el Zoológico expandía sus terrenos
para construcción de albergues, las tuberías mayores a 6 pulgadas están construidas
con cemento y las menores a 6 pulgadas con barro. Las únicas reformas que ha sufrido
el alcantarillado están ubicadas en la zona posterior por la vía del tren (atrás del
albergue de osos,… ver mapa 1 de 5...
2.4.2 Aseo.
El Zoológico paga un precio por la recolección de los kilos generados de basura a la
empresa ATESA de Occidente de Pereira, la recolección de la basura generada en las
instalaciones es recolectada por medio del barrido y posteriormente es llevada al punto
de recolección diseñado y construido por el Zoológico, su ubicación es atrás del
albergue de los rinocerontes; es un lugar encerrado y alejado de los recorridos que
normalmente lo visitantes frecuentan para evitar sentir malos olores …ver mapa 1 de
5…
59
Para el barrido de las áreas comunes se utiliza escobas de hiraca y rastrillos plásticos
con la ayuda de un recogedor. Los residuos son depositados en las canecas que se
encuentran a lo largo del zoológico. La composición de los residuos generados en las
canecas se caracterizaba por tener en su mayoría material de carácter orgánico
(residuos de frutas, verduras, hojarasca y pastos) y en menor cantidad plásticos y vidrio.
Existe humedad en la basura, al no estar tapadas las canecas el fuerte invierno influye
en el humedecimiento de la basura. El cobro para este sector se realiza por producción
de residuos con base en una tarifa mínima y la frecuencia de barrido y recolección.
El carro recolector (ATESA DE OCCIDENTE) va al zoológico los días lunes, miércoles,
viernes y sábado. A veces hay que volver a llamar el carro recolector porque se llena
muy rápido el contenedor, se podría sugerir otro contenedor para la zona puesto que lo
amerita. 19
2.4.3 Comunicaciones.
La Empresa Telefónica de Pereira actualmente cuenta con una capacidad total de 3,016
líneas, con 1925 líneas instaladas y 1,066 líneas disponibles para atender la población.
A finales del 2004 se realizó la optimización de las redes primarias con el montaje de un
shelter con capacidad para 560 líneas, el cual es alimentado por cable de fibra óptica
desde la Central Coliseo; lo que permitió ampliar la oferta en el sector.
Con relación a los servicios de correo de voz y larga distancia, todas las líneas
telefónicas pueden disponer de estos servicios y en general de todos los servicios
suplementarios como llamada en espera, comunicación entre tres, telememo,
19
Grupo de Investigaciones, Residuos Sólidos. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA, 2003.
60
marcación abreviada y conexión inmediata, es el suscriptor o usuario quien decide
acceder a ellos20.
El Zoológico Matecaña cuenta con 8 radioteléfonos para la comunicación interna del
parque y con la red de apoyo, cámaras de seguridad en la taquilla donde se recolecta
los dineros provenientes de las entradas que pagan los visitantes; también cuenta con
el servicio de 10 teléfonos fijos, un teléfono móvil e internet banda ancha.
2.4.4 Energía.
Se cuenta en su mayor porcentaje con un buen servicio de energía eléctrica
suministrado por la E.E.P a través de líneas, postes primarios y secundarios que se
sitúan a lo largo de las vías principales. Por la Av. 30 de Agosto, Carrera 11 y Carrera
14 viajan líneas primaria de 13.2 kv. Hacia el extremo oriental de la zona se localiza una
línea de 33 Kv. El Servicio de Alumbrado Público está localizado a lo largo de la Av. 30
de Agosto y sobre la vía de acceso al Aeropuerto.
2.5 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
2.5.1 Direccionamiento Estratégico
20
Unidad de planificación nº 13, informe zonal. Alcaldía de Pereira, 2005.
Figura 19. Direccionamiento estratégico
del Zoológico Matecaña.
61
2.5.2 Direccionamiento General
Figura 20. Direccionamiento general del Zoológico Matecaña.
ASAMBLEA GENERAL
Presidente
Miembros en general
JUNTA DIRECTIVA
Presidente
Vocales
DIRECTOR EJECUTIVO
REVISOR FISCAL
Secretaria de Gerencia
DIVISIÓN
TÉCNICA
DIVISIÓN
EDUCATIVA
DIVISIÓN
OPERATIVA
DIVISIÓN
ADMINISTRATIVA
VETERINARIO
Jefe División Técnica
Pasantía
BIÓLOGO
Pasantía
ZOOTECNISTA
Pasantía
JEFE DE PERSONAL
Alimentadores
Pers.de Cocina
Pastero
Mant. Instalaciones
Taquillera
Almacenista
Conductor
Oficios Varios
Mensajero
DIRECTOR
Coordinador
Intérpretes
Ambientales
Interpretes
Ambientales
Coordinador
Servicio
Social
Guías
Didácticos
DIRECTOR
Auxiliar
Contable
Contadora
62
Dentro de los proyectos que el Zoológico tiene a futuro está incluido la adecuación de
albergues nuevos que simulen ambientes naturales para especies como el Chimpancé
pigmeo (Pan paniscus), Pumas (Puma concolor), Tigres (Panthera onca), Jaguar
(Panthera onca) y primates.
2.6 INTEGRACIÓN DEL ZOOLÓGICO AL POT Y AL PDM.
El POT (Plan de Ordenamiento Territorial) le asigna al predio donde se ubica, la
categoría de parque recreativo metropolitano.
Es importante anotar que la decisión de reubicación del Zoológico no ha sido
competencia del ejercicio de Planificación Intermedia; es una decisión que ya había sido
considerada por el Plan de Ordenamiento Territorial. La propuesta de trasladado es a
predios del sector de Galicia donde se piensa construir un parque temático. Uno de los
objetos del nuevo proyecto es obtener una infraestructura adecuada traducida en la
posibilidad de mayores y mejores áreas para los animales y más interacción con los
visitantes.
Una vez el predio sea liberado, su nuevo uso corresponderá al Parque Metropolitano
Matecaña, el cual tiene como objeto suplir la deficiencia de espacio público de carácter
municipal, entrando a cubrir el 12.8 m2 por habitante.
La clasificación del Zoológico como equipamiento recreativo ha sido reevaluado por la
Carder, la cual en su referente “Suelos de Protección” lo clasifica como suelo para la
protección de la Biodiversidad “ex situ” lo que significa que es un área delimitada y
reglamentada con el objetivo principal de recuperar y proteger la biodiversidad en sus
diferentes manifestaciones; paisaje, ecosistema, población, especie y genes.21
21 Para el nuevo Referente Ambiental “Suelos de Protección” elaborado por la Carder en el 2005 como directriz para
asesorar y acompañar a los municipios en el proceso de ajuste y revisión de sus Pots, solo las Áreas Naturales
Protegidas y las Zonas Forestales Protectoras son elementos estructurales.
63
Suelos Necesarios Para La Provisión De Servicios Públicos Domiciliarios.
Son aquellas porciones de terreno que serán destinadas para la implementación de
colectores e interceptores para la conducción de aguas residuales. Estas franjas
forman parte de los suelos destinados a zonas protectoras forestales de las corrientes
hídricas.
Las categorías descritas anteriormente son consideradas estructurales dentro de los
suelos de protección clasificados para la zona urbana y de expansión por el Porte.
Además de estas categorías el mismo documento relaciona otros suelos de protección
correspondientes a las áreas de conservación y protección de los recursos naturales y
paisajísticos, el cual constituye uno de los cuatro lineamientos principales de la
zonificación ambiental para el suelo urbano. Se trata de tres tipos de suelos de
protección: La protección del recurso hídrico superficial, La protección del recurso
bosque y La protección del recurso paisaje.22 Por otro lado también se reconoce otro
tipo de suelo de protección para el recurso biodiversidad suelo que se clasifica según su
función ambiental principal la cual debe primar sobre otras funciones secundarias que
puedan tener. 23
Para la Protección de la Biodiversidad
Áreas delimitadas y reglamentadas con el objetivo principal de recuperar y proteger la
biodiversidad en sus diferentes manifestaciones (paisaje, ecosistema, población,
especie y genes). 24
Clasificación: la Biodiversidad se clasifica “ex situ”25 corresponde al Zoológico
Matecaña caracterizado por un conjunto de instalaciones de propiedad pública donde
22
Zonificación Ambiental (Porte 1998). 23
Referente Ambiental “Suelos de Protección” Carder 2005. 24
Referente Ambiental “Suelos de Protección” Carder 2005.
64
se mantienen individuos de fauna silvestre en confinamiento o semiconfinamiento para
exhibición y con propósitos educativos y en el cual se adelantan investigaciones
biológicas sobre las especies en cautividad, actividades que se adelantan sin propósitos
comerciales aunque se cobren tarifas por el ingreso.
Plan de Desarrollo
Para el PDM (Plan de Desarrollo Municipal) el Zoológico Matecaña hace parte de un
diagnostico zonal para la UP 13 (Unidad de Planificación nº 13),donde se resalta la
participación del Zoológico en su aspecto ambiental, tipo de parque, su importancia
faunística y su patrimonio artístico; esta unidad fue creada por Planeación Municipal de
Pereira en el año 2005 por eso es importante aclarar que parte de la metodología para
desarrollar esta unidad es obsoleta debido a los cambios que se han hecho en el
PORTE durante los últimos años, queda por rescatar la información recolectada para la
elaboración de esta propuesta.
La UP 13 se encuentra dividida en tres sectores Norte, Central y Sur de la cual el
Zoológico Matecaña pertenece a la zona central
Topología, características de la trama urbana.
La Unidad de Planificación No. 13, posee una multiplicidad de características en cuanto
a su trama urbana, esto lo adquiere por su ubicación dentro de los márgenes de ladera
Sur del río Otún y Norte del río Consota.
El asentamiento urbano que se ubica en esta zona ha desarrollado una implantación en
el orden en el que la topografía ha permitido jugar en el espacio.
25
Definidos en el decreto 1608 de 1978.
65
Es así como en los barrios José Hilario López I y II, Simón Bolívar, Aranjuez (Gabriel
Trujillo), Nacederos (entre las calles 59 y 59 B), y Brisas del Consota; se pudo adquirir e
implementar una retícula ortogonal derivada del damero en forma rectangular como
forma de su implantación urbana.
Pese a este manejo de implantación no se tiene la relación funcional vehicular entre
dichos barrios, pero si en un nivel interno del barrio como en el caso de José Hilario
López I, que no posee conexión vehicular directa con el resto de la unidad de
planificación sino una conexión peatonal (gradas diseñadas en el sentido contrario a las
curvas de nivel) con el barrio José Hilario López II.
En los barrios Simón Bolívar, Gabriel Trujillo, la conexión vehicular se ve interrumpida
por la morfología topográfica existente en el sector, que obliga a que las vías se corten
y pasen al orden de peatonales.
En los barrios Nacederos, La Libertad, Matecaña, Belmonte Alto, Plumón, Plumón Alto y
Bajo, y Nueva esperanza se desarrollo un tipo de asentamiento orgánico, buscando la
adaptación a la topografía y que por consiguiente tomaron forma alargada y muy lineal,
careciendo de la conectividad Norte – Sur.
Es por este motivo que su única conexión vehicular es por medio de la carrera 11 (en
Nacederos, La Libertad, Matecaña); y la carrera 14 (en el Plumón) que es por decirlo
así las arterias del sector en conexión vehicular y peatonal en sentido Oriente a
Occidente y viceversa.
Por otra parte, los sectores del Aeropuerto, Zoológico Matecaña, y el Cementerio
Prados de Paz se desarrollan en una porción de tierra más adecuada a sus
necesidades dado que están en la meseta de estas dos laderas.
66
En la U.P. 13 el Espacio Público está conformado por unos pocos Parques y Zonas
Verdes, como parte del paisaje tenemos “el parque corredor ambiental Otún” y según el
PORTE 2000 para la UP 13 el Zoológico Matecaña es un parque para conservar,
recuperar y mejorar. A pesar de que el Zoológico se encuentra ubicado dentro de la
U.P. 13 no se puede contar como espacio público frecuentado por la comunidad porque
es un parque de carácter privado. 26
Fauna
La presencia de fauna se entiende como un fenómeno normal de origen natural,
tratándose de una zona que pertenece a una región con una variada oferta de recursos
naturales. La fauna en la UP 13 está representada por la variedad de especies que
contiene el Zoológico Matecaña, la avifauna local y migratoria, los vectores que generan
las diferentes actividades contaminantes asociadas al recurso hídrico y al manejo
inadecuado de residuos sólidos; reptiles e insectos donde la especie predominante de
este último son las mariposas27.
Contaminación Hídrica
Las fuentes hídricas de la zona presentan problemas de contaminación por vertimientos
de aguas residuales domésticas e industriales, disposición de residuos sólidos,
produciendo sensibles efectos sobre el recurso, malos olores, reducción de la vida
acuática y un atractivo para las aves.
Las descargas de aguas residuales más visibles en el área de influencia de la UP 13
son la del Matadero Metropolitano, empresa Cueros y Sebos, Zoológico Matecaña y
viviendas de los barrios que hacen parte de esta unidad.
26
Alcaldía de Pereira, informe final. Op., p. 54. 27
Plan de Manejo Ambiental del Aeropuerto Internacional Matecaña. Inventario de reptiles e insectos. 2002
67
Patrimonio Artístico
Existe como un símbolo de la ciudad y homenaje a su civismo y esfuerzo, la escultura
“El Vigilante”, del maestro Leonidas Méndez; esta hermosa obra nos muestra un
anciano dormido a las puertas del Zoológica Matecaña. Esta escultura ha sido y
seguirá siendo de vital importancia simbólica ya que representa una época en la que la
expresión “Mejoras Públicas”, tenía mucho peso en la comunidad.
2.7 ACTIVIDADES QUE GENERAN VERTIMIENTOS.
Exhibición de animales silvestres
La exhibición de los animales se hace en albergues que simulan su hábitat natural, el
mantenimiento de estos albergues exige una limpieza todos los días, algunos albergues
como el de los felinos se lavan 2 veces al día y el de los hipopótamos día por medio.
Los albergues generan 2 gastos de agua:
Lavado de albergues
es para el lavado del cubil donde duerme las especies y el punto donde se le deposita
la comida, esta agua se saca del mismo tanque del albergue que contiene el 90% del
agua del día anterior o del último llenado, cuando esta aparece sucia se lava de
inmediato el tanque y se utiliza agua limpia.
68
Figura 21. Lavado de tanques de hábitats. Figura 22. Lavado de hábitats.
Gasto del animal
Es para el llenado del tanque donde los animales toman agua, se bañan, lavan su
comida, defecan y orinan.
Figura 23. Lago artificial Hipopótamos. Figura 24. Lago artificial Elefante africano.
Sacrificio de caballos y reces: el Zoológico Matecaña alimenta a 50 especies de
animales carnívoros con animales como caballos, vacas, terneros y pollos que son
donados por administradores o dueños de grandes fincas; en ocasiones son comprados
a bajos precios, una vez son comprados son llevados al lugar de sacrificio donde se
arreglaran y se despresan para repartirlos por los diferentes albergues que exhiban
69
animales carnívoros. Cuando abunda la carne en cantidad esta es almacenada en el
cuarto frio hasta que sea necesaria distribuirla por los albergues de animales
carnívoros.
En este caso la actividad que genera vertimiento es el lavado de la sangre de los
animales que son sacrificados y despresados; el agua sangre producida por esta
actividad es arrojada a una red de alcantarillado aparte del descole principal objeto del
presente estudio. Gran parte de los residuos del matadero (sangre y coágulos) son
lavados y llevados a la rejilla de desagüe. Durante los días de estudio llegaron 4
animales para alimentar los felinos, cuyos desperdicios obtuvieron un peso total de 217
kg. También se considera que los felinos producen la misma cantidad de desperdicios
durante los tres días que mas excretan, ya que solo son alimentados dos veces por
semana (lunes y viernes). Además los otros tipos de residuos como son cueros,
huesos, gallinazos muertos tienen un peso de 133 kg, y un caballo que fue enterrado
por no ser apto para la alimentación con un peso de 348 kg (investigación residuos
sólidos, UTP 2005).
Recreacional y Oficinas: el uso de estas actividades se hace por los turistas que llegan
a visitar el zoológico y por el personal de trabajo. En lo recreacional se refiere a la
utilización de los servicios públicos como sanitarios y duchas; también se refiere a los
puntos de ventas de comida rápida y el restaurante que utilizan el agua potable para
preparan los alimentos que venden a los turistas. En cuanto a las oficinas cada una de
estas está dotada con su baño personal y un lavamanos. Las características de estas
aguas residuales se presumen similares a las de los vertimientos de tipo domestico
(degradables biológicamente).
70
2.8 CUANTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE VERTIMIENTO.
2.8.1 Cuantificación.
Con el fin de identificar los albergues con mayor consumo de agua generado por sus
actividades diarias se realizo un aforo en cada uno de los albergues
Cronograma de actividades
Para la ejecución del trabajo se cito a una reunión con los trabajadores de los albergues
para relacionarlos con el trabajo que se iba a ejecutar con cada uno de ellos. Cada
trabajador maneja entre 10 y 12 albergues y que para el desarrollo de la actividad se
debía de hacer en dos tiempos del día (7 am a 9am y 12 am a 4 pm de lunes a sábado).
Al inicio de la actividad se definieron los días y el orden para realizar el recorrido con
cada uno de los trabajadores por sus albergues de manejo; dependiendo de lo grande
que fuera el hábitat cada recorrido tardaría entre 1 y 2 días.
Trabajo de campo
En la recolección de datos se identificaron los usos del agua con su respectivo gasto en
m³/mes.
Lavado de albergues: Cada trabajador utiliza un balde de 10 litros y un cepillo para lavar
el hábitat; durante el lavado se observo que los baldes solo se llenan 8 litros, para
obtener el cálculo de cuanta agua se utiliza se contó el número de baldados que gasta
el trabajador y en los albergues que se lava con manguera se aforo, este cálculo se
realizó en tres veces para tener un dato más exacto y confiable.
71
Uso por parte de las especies: Con
el hábitat ya lavado se procede a
llenar las posetas, las cuales fueron
medidas para sacar el volumen
respectivo y en las que tienen
forma irregular se aforo. Esta agua
es utilizada por los animales para
beber, bañarse, defecar y orinar.
Figura 25. Lago artificial Caimanes.
Con los datos recolectados en los recorridos por los albergues del ZOOLOGICO, se
especifico y se calculo cada uno de los gastos por uso en una hoja de Excel (ver Tabla
Nº 7.A, ver pag 96); además se encuentran otros datos importantes como los nombres
científicos de las especies, cada cuanto se cambia el agua por hábitat, numero de
individuos por hábitat y otras.
El consumo total de los hábitats del Zoológico Matecaña es de 1380 m³/mes.
Los albergues de los felinos,
hipopótamos, elefante africano
dantas y monos son los albergues
con el consumo de agua y una
frecuencia de lavado más alta, en el
caso de las tres primeras especies
nombradas el caso responde a una
costumbre natural de usar el agua
para defecar, orinar y por la
necesidad de tener espacios
grandes para nadar y sumergirse en Figura 26. Lago hábitat Dantas.
72
el caso de los hipopótamos; en los hábitats donde el lavado se realiza todos los días el
agua se usa para limpiar los residuos de comida y estiércol.
Los albergues se lavan todos los días por lo que estos tienen el piso construido en
concreto, razón por la cual hace que el hábitat aparente estar sucio y sea desagradable
para el público.
Cuadro 7. Consumo de agua por lavado de albergues.
CONSUMO POR LAVADO DE ALBERGUES
Albergues
lavados todos
los días del
mes.
Albergues lavados
12 veces al mes.
Albergues
lavados 8
Veces al mes.
Albergues
lavados 2
veces al mes.
Albergues lavados 1
vez al mes
59.5% 22% 6% 10%. 2.5%
Fuente: elaboración propia.
Cuadro 8. Consumo de agua de especies por cambio de agua.
CONSUMO PARA ESPECIES POR CAMBIO DE AGUA
Todos
los días
del mes.
16
Veces al
mes.
12 veces
al mes.
8
Veces al
mes.
4
veces al
mes
2 veces al
mes
1 vez al
mes
No hacen
cambio de
agua
27,7% 6% 38,6% 7% 9.9% 2% 2.9% 5.9%
Fuente: elaboración propia
2.8.2 Caracterización de Aguas.
Características generales del agua residual
Teniendo en cuenta la actividad predominante en el Zoológico Matecaña (prestación de
servicios recreacionales y educativos), las características de las aguas residuales se
presumen similares a las de los vertimientos de tipo domestico (degradables
73
biológicamente), aunque probablemente con mayores cargas orgánicas debido a la
gran cantidad y densidad de fauna presente en el parque zoológico. 28
Recursos físicos y materiales
Laboratorio de Química Ambiental
Termómetro
Frascos y garrafas
Ph-metro
Neveras portátiles
Reactivos
Probetas graduadas
Baldes plásticos
25 Kg. De hielo
Muestras
Para el correcto cumplimiento de los objetivos del presente estudio, se tomaron
muestras compuestas simples, proporcionales al caudal. El sitio seleccionados para la
toma de las muestras fue la cámara de inspección ubicada en el costado noroccidental
del zoológico, considerado como el descole principal del mismo y que contiene la
totalidad de los vertimientos del mismo, exceptuando los corrales correspondientes a
los albergues del Rinoceronte (Cera), león, el almacén y el matadero (con eventual
funcionamiento).
Se determinaron como periodos de muestreo dos con 4 horas de duración cada uno,
comprendidos entre las 09:00 y las 13:00 y las 13:00 y las 17:00 del día martes 4 de
julio de 2006, con frecuencia de 4 muestras por hora (cada 15 minutos), para un total de
17 muestras integradas por periodo, en un recipiente de 3,5 litros, conservadas en hielo
28
Centro de investigaciones Universidad Tecnológica de Pereira, Muestreador IgnasioRamirez Fajardo 20005.
74
durante la totalidad del periodo de muestreo y su posterior transporte hacia el
Laboratorio de Química Ambiental (LQA) de la Facultad de Ciencias Ambientales de la
UTP, en el cual se realizaron ensayos de laboratorio para los siguientes parámetros:
DBO5, DQO, SST, NT, Microbiológico y Grasas y aceites. Con el aforo de caudal se
hizo la determinación de Ph y temperatura, in situ.
Este esquema de muestreo asegura un número suficiente de muestras para la
visualización de posibles cambios bruscos o intempestivos en las características de los
vertimientos, así como un buen nivel de confianza en los resultados obtenidos. Tanto la
toma de las muestras como su preservación y transporte fueron realizadas según las
recomendaciones del LQA, basándose en el Standard Methods for the examination of
recib and wastewater, y en sus propios requerimientos de calidad como laboratorio
acreditado ante ICONTEC.
Análisis de laboratorio
El laboratorio seleccionado para el análisis de las muestras, por su cercanía con los
puntos de muestreo, facilidades de coordinación con el personal de campo,
características del personal y calidad de procesos fue el LQA, acreditado por ICONTEC
según la Resolución No. 10163 de Mayo 18 de 2004.
Cuadro 9. Técnicas analíticas de laboratorio de aguas.
ENSAYO MÉTODO ANALÍTICO
Demanda Bioquímica
de Oxigeno (DBO)
Electrodo de membrana
Método: 5210 B
Demanda
Química
de Oxigeno (DQO)
Reflujo con dicromato Micro - Método: 5220 C
Sólidos Suspendidos Totales (SST) Gravimétrico
Método: 2540 D
Fuente: Laboratorio de aguas UTP, 2006.
75
2.8.3 Presentación de resultados.
Cuadro 10. Datos de campo caracterización aguas residuales Zoológico Matecaña.
CAUDAL
(lps)
Ph
(Und) TEMPERATURA (C.)
MIN MED MAX MIN MED MAX MIN MED MAX
0,06 0,49 2,6 7,1 7,4 7,6 22 24 28
Fuente: Laboratorio de aguas UTP, 2006.
Cuadro 11. Resultados análisis de laboratorio.
PARAMETRO UNIDADES
MEDIDA CONCENTRACIÓN
(Promedio ambas jornadas)
DBO5 mg/L O2 40,95
DQO mg/L O2 201,9
Sólidos suspendidos totales mg / L 160,3
Nitrógeno Total mg N / L 16,31
Coliformes totales UFC/100 Ml 4700000
Coliformes fecales UFC/100 Ml 1350000
Grasas y aceites Ml / L 28,18
Fuente: Laboratorio de aguas UTP, 2006.
Cuadro 12. Parámetros medidos de aguas residuales Zoológico Matecaña.
PARAMETRO
CAUDAL
PROMEDIO
(L/s)
CONCENTRACIÓN CARGA
(Kg/día)
FACTOR DE
SEGURIDAD
(%)
CAUDAL
TOTAL
(L/s)
CARGA
TOTAL
(Kg/día)
DBO5 0,49 40,95 1,7 15 0,56 1,98
DQO 0,49 201,9 8,5 15 0,56 9,79
SST 0,49 160,3 6,8 15 0,56 7,77
NT 0,49 16,31 0,7 15 0,56 0,79
Grasas 0,49 28,18 1,2 15 0,56 1,37
Fuente: Laboratorio de aguas UTP, 2006.
76
2.9 OTROS ESTUDIOS
Residuos sólidos
El estudio se enfoco a identificar los hábitats con más producción de residuos, la
distancia que son transportados, los equipos para transportarlos, la seguridad personal
para el barrido, otros puntos de producción de residuos; el dato final no se obtuvo solo
se identifico la producción en hábitats más significativos.
Durante 7 días se identificaron y se pesaron los residuos de los hábitats con más
producción de residuos.29
Observaciones
El día que se recogió mayor cantidad de basura se debió al reciclaje que es
acumulado durante un mes.
Para el vivarium se considera que la materia orgánica generada la componen
excretas y orines que al contacto con el aire se solidifica.
El excremento de la parte posterior de los hábitat de los elefantes africanos no se
recoge, solo de hace esto cuando la hembra esta en gestación, con un peso que puede
ser aproximado a los 60 kg/día, se aclara que durante el tiempo de trabajo no se peso
esta cantidad, el dato fue suministrado por el señor Abelardo Colorado. Los
hipopótamos depositan las excretas en el agua. Durante los días secos los animales
excretan en la parte posterior tal como ocurrió en el día 6, estos residuos no se
cuantificaron.
29
Centro de Investigaciones, Residuos Sólidos. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA.
77
Cuadro 13. Identificación de producción de residuos sólidos en el Zoológico Matecaña.
HÁBITATS DE ESPECIES EN EL
LEVANTE DE INFORMACIÓN
CARACTERÍSTICAS
Peso (Kg) para 7 días
Composición Tratamiento Uso del residuo Manejo de la composición Frecuencia de
limpieza Distancia de
depósito. Dotación de
limpieza Equipos para
limpieza
Cornudos 130,5 Residuos Orgánicos
(desperdicios de plátano y zanahoria)
No hay No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 40 mts
aproximadamente.
Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Elefanta 392 Residuos orgánicos
(excrementos)
Los excrementos son depositados en los
pastizales. Abono orgánico.
Se depositan directamente en los
pastizales.
Diario 2 veces al día.
70 mt aprox. Uniformes y botas. Carreta y pala.
Titíes, Célebes, Guacamayas y Mono
araña negro 183,75
Residuos Orgánicos: restos de frutas y hojas
de árboles.
Los excrementos se depositan sobre las
hojas caídas de árboles cercanos.
No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Todos los días, 1 vez al día y las
hojas cada mes. 30 mt aprox. Uniformes y botas.
Cepillo, escoba, balde y recogedor.
Papión sagrado, Tití gris y Mono Rhezus
73,05
Residuos Orgánicos: restos de frutas,
excrementos y hojas de árboles.
No hay No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 20 mt aprox. Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Mono araña mulato 23,5
Residuos Orgánicos: restos de frutas,
excrementos y hojas de árboles.
No hay No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 50 mt aprox. Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Perros de monte 26,8
Residuos Orgánicos: restos de frutas,
excrementos y hojas de árboles.
No hay No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 40 mt aprox. Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Tatabras 101
Residuos Orgánicos: restos de frutas,
excrementos y hojas de árboles.
No hay No hay Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 70 mt aprox. Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Oficinas 62,9 Papel, plásticos, residuos
de comidas. No hay No hay
Son depositados en la caneca más cercana.
Diario, 1 vez por día. 40 mts
aproximadamente.
Uniformes y botas. Cepillo,
escoba, balde y recogedor.
Clínica de animales 49,8 Heces fecales, restos de
frutas, hojarasca, animales Muertos, jeringas y otros.
Depositadas en las canecas de las áreas comunes.
EMDEPSA. No hay
Se separan los residuos orgánicos de los
peligrosos.
Diario, 1 vez por día EMDEPSA 2 veces por
semana.
7 mts aproximadament
e.
Guantes, botas y tapabocas.
Escoba,cepillo,carreta,balde y recogedor.
Hogar de paso 41,1 Heces fecales, hojarasca,
residuos de frutas y cáscaras.
Los residuos se dirigen hacia la pila de compostaje
para el lombricultivo.
Los residuos se usan para lombricultivo.
No existe separación en la fuente puesto que todo es
orgánico.
Una vez al día en horas de la mañana.
15 mts aproximadament
e.
Guantes, botas y tapabocas.
Escoba,cepillo,carreta,balde y recogedor.
Fuente: Grupo de investigación residuos sólidos, UTP 2005.
78
2.10 SISTEMA INTEGRAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE PEREIRA.
Desde hace más de 15 años, las entidades de Pereira y la región responsables de la
prestación del servicio de alcantarillado (EAAP) y la preservación del medio ambiente
(Corporación Autónoma Regional de Risaralda-CARDER) han demostrado su voluntad
de afrontar y resolver los problemas de contaminación de los ríos Otún y Consota y
mejorar las condiciones de salubridad de la ciudad, en especial la de los barrios y
asentamientos ribereños a los ríos y quebradas, para lo cual han efectuado estudios o
planes que incluyen recomendaciones en relación a la recolección, conducción,
tratamiento y disposición final de las aguas servidas.
El Plan Maestro de Acueducto y Alcantarillado de Pereira formulado entre 1994 y 1995
planteó la necesidad de rehabilitar y expandir el sistema de recolección de aguas
residuales, construir una serie de interceptores sanitarios paralelos a las quebradas y a
los ríos y dos plantas de tratamiento de aguas residuales, una en la cuenca del río Otún
y otra en la cuenca del río Consota, utilizando la tecnología anaerobia.
Para dar continuidad al plan de saneamiento ambiental de la ciudad y en pleno acuerdo
con el BID, la EAAP decidió acometer con el Consorcio KMWI los estudios de
factibilidad que permitan escoger la mejor alternativa desde el punto de vista técnico,
económico, ambiental financiero, institucional y legal para el tratamiento de las aguas
residuales de la ciudad y diseñar de manera preliminar la primera planta a construir.
Los alcances de este estudio en su componente técnico, incluyen aspectos tan
importantes como la definición de los parámetros de diseño para el cálculo del caudal
sanitario, la revisión hidráulica del diseño de los interceptores sanitarios proyectados en
los estudios del Plan Maestro, la determinación del nivel de tratamiento requerido y la
79
selección del número, tamaño y localización de la (s) planta (s) de tratamiento de aguas
residuales. 30
Localización del Proyecto
Figura 27. Localización de PTAR municipal y Zoológico Matecaña de Pereira.
30
Informe ejecutivo. Portafolio 1, Estudio de factibilidad técnica, económica y ambiental. Aguas y Aguas de Pereira.
Diciembre 2002.
80
3 SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA MÁS ADECUADA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL ZOOLÓGICO MATECAÑA
La selección de la tecnología más adecuada para tratar las aguas residuales del
Zoológico se puede realizar por métodos de tomas de decisiones en ocasiones donde
existen problemas no estructurados, estos métodos de decisión ayudan a modelar y
analizar conflictos que se tengan al momento de decidir la alternativa más favorable en
la ejecución de un proyecto.
3.1 TÉCNICA PARA TOMA DE DESICIONES AHP
La técnica AHP (Analytical Hierarchy Process o Proceso de Jerarquía Analítica), fue
creada por Thomas L. Saaty, en principio, como una técnica muy adecuada para
generar modelos de toma de deciciones en problemas decisionales no-estructurados,
tipicos en la gerencia tanto publica como privada. aunque la “AHP” es una técnica
focalizada fundamentalmente como herremienta de apoyo a la toma de decisiones, su
autor la ha impulsado como una tecnica que da apoyo tambien a otros problemas de
naturaleza intrinsecamente no-estructurada, como lo son la modelación y el análisis de
conflicto y el analisis prospectivo; en particular, como tecnica de pronostico.31
3.1.1 Aplicación de la técnica AHP
La aplicación de esta técnica se realizara en 5 pasos en la selección más apropiada de
la tecnología para el tratamiento de aguas residuales del Zoológico Matecaña.
31
Manual de metodologías, tomo V la técnica AHP. ONUDI, 2000.
81
3.1.1.1. Jerarquización (Paso 1)
La jerarquización se refiere a la estructuración de una red compuestas por focos,
criterios, subcriterios y el nivel base.
El foco es el objetivo general al cual se quiere llegar.
Los criterios o alternativas. (Factor determinante).
Los subcriterios evalúan las alternativas existentes. (Actores claves).
El nivel base son las alternativas existentes. (Intereses de los actores).
A continuación la Jerarquización para la selección de la PTAR del Zoológico Matecaña
de Pereira.
Figura 28. Red de jerarquización PTAR Zoológico Matecaña.
82
Las tecnologías factibles están compuestas de un tren de tratamiento que reúne los
parámetros necesarios y cumple con las metas requeridas para el tratamiento de las
aguas residuales del Zoológico Matecaña.
Según la resolución 252 de 2007 de la CARDER define los objetivos de calidad por
tramos en corrientes hídricas de Risaralda, para el tramo puente Gaitán - estación
Belmonte del rio Otún los objetivos de calidad proponen lo siguiente:
Cuadro 14. Objetivos de calidad por tramos en fuentes hídricas de Risaralda, rio Otún
tramo puente Gaitán - estación Belmonte32
Uso Potencial
Preponderante
OBJETIVOS DE CALIDAD
DBO5
(mg/L)
OD
(mg/L)
SST
(mg/L)
SF G y A CT
(NMP)
CF
(NMP)
Recreativo
Contacto Primario
≤ 5 ≥5 ≤ 10 A A ≤ 1000 ≤ 200
Fuente: Resolución 252 de CARDER, 2007.
La caracterización de las aguas residuales del Zoológico concluyó los siguientes valores
de concentración: DBO5 con 40,94 mg/L, DQO con 201,9 mg/L, SST con 160,3 mg,L,
coliformes totales con 4.700.000 UFC/100 ml y fecales con 1.350.000 UFC/100 ml
… ver resultados cuadro 13…
De acuerdo a lo anterior se nota que el listado de trenes de tratamiento debe tener la
capacidad de remover patógenos, ya que este parámetro puede generar un impacto
importante sobre la calidad esperada para este tramo del río Otún, con respecto a su
uso permitido por la resolución 252 de 2007 de la CARDER.
Otra variable importante para la elección de la tecnología tienen que ver con el terreno
disponible donde se quiere realizar el proyecto.
32
Resolución 252. Objetivos de calidad. CARDER, 2007.
83
Parámetros para el terreno disponible: carretera disponible para el transporte de
material y recolección de residuos sólidos, sistema de alcantarillado, agua potable,
terreno estable sin fallas geológicas, permeabilidad, pendiente, nivel freático,
electricidad.
Cuadro 15. Parámetros de cumplimiento para el terreno disponible.
Parámetros y características de
cumplimiento
Cumple No cumple
Carretera disponible para el transporte de
material y recolección de residuos sólidos
x
Sistema de alcantarillado X
(Alcantarillado combinado)
Agua potable x
Terreno estable sin fallas geológicas x
Permeabilidad ≤ 5 mm/h X
(Medido en terreno)
Pendiente < 5% X
(Medido en terreno)
Nivel freático > 2mts X
(Medido en terreno)
Electricidad X
Fuente: elaboración propia en base a Guerrero J, 2003.
Las tecnologías necesarias para remover estos patógenos se sacaran del listado de
tecnologías descritas en el capítulo 1.7 y con recomendaciones de expertos en la
materia.
Las tecnologías que componen los trenes de tratamiento pueden estar conformados por
tratamiento preliminar (Tpr), sedimentadores (Sd), tanques sépticos (Ts), filtro
anaerobio de flujo ascendente (FAFA), reactor anaerobio de flujo ascendente y manto
de lodos (UASB), humedales de flujo superficial (Hs), humedales de flujo subsuperficial
(Hsub) y lagunas de maduración (Lm), estas tecnologías fueron elegidas del listado del
84
capítulo 1.7 por cumplir con los parámetros enunciados anteriormente y las buenas
experiencias que hay dado en Colombia.(SELTAR, 2005).
Cuadro 16. Trenes de tratamiento preseleccionados.
Nº Tren de tratamiento
1 Tratamiento preliminar + Tanque séptico + Filtro anaerobio de flujo ascendente + Humedal
superficial
2 Tratamiento preliminar + Sedimentador primario+ Humedal superficial
3 Tratamiento preliminar + Reactor UASB + Humedal superficial + Laguna de maduración.
4 Tratamiento preliminar + Sedimentador primario + Humedal subsuperficial
Fuente: elaboración propia.
En la tabla anterior se muestran los trenes de tratamiento factibles para utilizar en el
tratamiento de aguas residuales del Zoológico.
3.1.1.2 Comparación por pares (Paso 2).
El paso nº 2 es la comparación por pares que consiste en construir una matriz donde se
compara cada una de las variables, subvariables y tecnologías factibles.
En el momento de comparar cada una de estas variables o subvariables se debe
asignar un peso significativo de acuerdo a las prioridades que se tengan de cada una al
momento de aplicar la toma de decisión más conveniente.
Para dar este peso a las variables en las matrices de comparación se cuenta con una
escala con valores numéricos de 1 a 9 establecida por Thomas L. Saaty como producto
de una base experimental donde confirma que una escala de nueve elementos es
razonable y refleja de manera suficiente los distintos niveles o grados en los cuales una
persona puede discriminar una variable de la otra, por esta razón cuando una variable
no es cuantificable se toma de la escala los valores pertinentes.33
33
Ibídem p.80.
85
1/8 1/6 ¼ ½ 2 4 6 8
1/9 1/7 1/5 1/3 1 3 5 7 9
Figura 29. Escala basada en el principio de comparación por pares.
Cuadro 17. Interpretación verbal y numérica de la escala de comparación por pares.
Juicios Verbales Juicios Numéricos
Igualmente preferido 1
De igual a moderadamente más 2
Moderadamente más preferido 3
De moderadamente más a poderosamente más 4
Poderosamente más preferido 5
De poderosamente más a muy poderosamente más 6
Muy poderosamente más preferido 7
De muy poderosamente más a extremadamente más 8
Extremadamente más preferido 9
Fuente: Manual de metodología, ONUDI, 2000.
Con la escala, su significado verbal y numérico se procede a construir las matrices para
aplicar la comparación por pares.
3.1.1.3 Matriz de comparación por pares (Paso 3).
Para realizar estas comparaciones se debe recordar el número de variables,
subvariables y tecnologías factibles para cumplir con el objetivo de la técnica.
Variables: 4
Subvariables: 14
Tecnologías seleccionadas: 4
Los análisis de las matrices se deben sacar de acuerdo al siguiente orden:
86
1. Comparación de las 4 tecnologías (cuadro 33) con respecto a las 14
subvariables.
Terreno.
Obras civiles.
Accesorios.
Lodos.
Electricidad.
Personal.
Administración.
Olores.
Vectores.
Ruido.
Impacto visual.
DBO5.
DQO.
Patógenos.
2. Comparación de las 14 subvariables con respecto a las 4 variables.
Costos de inversión.
Costos de operación y mantenimiento.
Aspectos ambientales.
Eficiencias de remoción.
87
3. Comparación entre las mismas variables.
Cuadro 18. Ejemplo de Comparación de pares subvariable terreno.
Subvariable: TERRENO
Matriz Comparación Por Pares Nº tren 1 2 3 4 Suma
1 1 0,33 1 0,2 10
2 3 1 3 0,5 3, 7
3 1 0,33 1 0,2 10
4 5 2 5 1 1,9 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
En la tabla anterior se muestra la comparación entre las cuatro tecnologías calificando
cada una de ellas dependiendo, ¿cuál de ellas requiere más terreno para la inversión
inicial? Esta calificación se hace con referencia a los resultados de los cálculos de
inversión inicial para cada tecnología…ver cuadro 33…, de acuerdo a lo señalado por
Guerrero J. 20003.
Procedimiento para realizar la comparación por pares:
1. Al comparar una tecnología frente a sí misma el resultado será 1 (igualmente
preferido); por lo tanto en el cuadro anterior estos campos forman una diagonal
de 1.
2. Cuando comparamos la tecnología 1 con la dos en dirección horizontal, estamos
dándole mejor calificación a la tecnología 2, pues 1/3 de calificación en este
sentido significa que la tecnología 2 se considera moderadamente mas preferida
para la variable en cuestión, por lo cual; al momento de calificar la tecnología nº2
con la nº1, esta calificación será la inversa de la anterior calificación (3).
88
3. Al comparar la tecnología nº4 con la nº3 estamos dándole una calificación de 5 a
la tecnología nº3 queriendo expresar que la tecnología nº3 es poderosamente
mas preferida que la tecnología nº4, si comparamos la tecnología nº 3 con la nº4
la calificación será la inversa de la anterior calificación de 4 con 3 (1/5= 0,2).
4. Por último se suma cada columna obteniendo un resultado para continuar con el
siguiente paso de cálculo de la prioridad.
3.1.1.4 Matriz normalizada y cálculo de la prioridad (Paso 4).
Cuadro 19. Matriz normaliza de la subvariable terreno.
Nº tren Matriz Normalizada Prioridad 1 0,10000 0,09091 0,10000 0,10526 0,09904306
2 0,30000 0,27273 0,30000 0,26316 0,28397129
3 0,10000 0,09091 0,10000 0,10526 0,09904306
4 0,50000 0,54545 0,50000 0,52632 0,51794258
1 1 1 1 1 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
Para obtener una matriz normalizada se divide cada uno de los resultados de la
calificación dada en la comparación por pares y se divide en la suma total de cada
columna, ejemplo 1/10= 0,10 y así se hace con cada una de las casillas. Al sumar cada
una de las columnas deben dar 1 como resultado, esto es una prueba de que el
procedimiento se está realizando de la mejor manera.
El cálculo de la prioridad nos muestra para este caso cual de las 4 tecnologías ocupara
menos espacio, por lo tanto tendrá el mayor porcentaje en el resultado. Para nuestro
caso la tecnología más apropiada seria la nº 4 con el 51% de prioridad.
La prioridad se calcula promediando la suma en forma horizontal de la matriz
normalizada, ejemplo: P= (0.10+0.09+0.10+0.10)/4=0.099. Al sumar la columna de
prioridades el resultado debe ser 1 para confirmar el buen procedimiento del cálculo.
89
3.1.1.5 Cálculo de la relación de consistencia (Paso 4).
Una última comprobación será necesaria para estar seguros que la calificación
realizada anteriormente conserva coherencia matemática. Las anteriores calificaciones
mostradas en los cuadros 18 y 19 fueron resultado de opiniones de expertos y de
consultas bibliográficas.
La relación de consistencia permite saber si se cometieron errores a la hora de calificar
las variables y subvariables, cuando el resultado del cálculo de la relación de
consistencia es mayor a 0,10 se dice que existe una inconsistencia en el proceso de
decisión en las calificaciones y cuando es menor a 0,10 se considera como una
consistencia razonable en la toma de decisiones.
Cuadro 20. Calculo de la relación de consistencia con la subvariable terreno.
Relación de Consistencia 0,09904306 0,094657 0,09904306 0,10358852 0,396331738 4,00161031
0,29712919 0,283971 0,29712919 0,25897129 1,137200957 4,00463353
0,09904306 0,094657 0,09904306 0,10358852 0,396331738 4,00161031
0,49521531 0,567943 0,49521531 0,51794258 2,076315789 4,00877598 CI = (λmax – n) / (n – 1)
n = Número de elementos que se comparan. λmax 4,00415753
CI 0,00138584
R.I: ver cuadro 21. RC = CI/RI 0,00153983 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
La relación de consistencia se calcula de la siguiente manera:
Se debe multiplicar la calificación de la matriz de comparación por pares por la
prioridad dada en la matriz normalizada, 1*0.099= 0.099 y así para cada una de
las otras casillas.
Se suman todas las casillas en forma horizontal, 0.099+0.094+0.099+0.10=0.39
90
Ahora se divide el anterior resultado (0.39) en la prioridad de la matriz
normalizada, 0,39/0.099= 4.00161031 este resultado se debe sacar para cada de
las casillas siguientes.
Una vez se obtengan los resultados anteriores (4.00161031) de todas las casillas
se procede a sacar el promedio de estos valores (λmax) ,
Λmax = (4.00161031+4.00463353+4.00161031+4.00877598)/4= 4.00415753
Para sacar RC (relación de consistencia) se debe obtener
CI = (λmax – n) / (n – 1) donde n es el número de elementos que se comparan.
Entonces CI= (4.00415753-4)/(4-1)=0.00138584.
Por último se obtiene RC= CI/RI. Donde RI es el índice aleatorio de consistencia
obtenido del cuadro 21.
Cuadro 21. Índice aleatorio de consistencia.(SAATY 1980).
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 21
RI 0 0 0,58 0,90 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45 1,49 2,1
Fuente: Manual de metodología, ONUDI, 2000.
Para este caso N= 0.90
Entonces RC= 0.00138584/0.90= 0.00153983 (cumple RC< 0,10).
Lo anterior demuestra que en el proceso de comparación por pares y el cálculo de las
prioridades se tomaron buenas decisiones a la hora de calificar la subvariable Terreno
con las 4 tecnologías.
Este procedimiento se realizó de igual manera para las otras subvariables y varibales
en la selección de la tecnología más apropiada para tratar las aguas residuales del
Zoológico Matecaña…ver cuadros 32, 33 y 34……..
91
3.1.1.6 Cálculo final de la prioridad tecnológica (Paso 5).
La calificación de prioridades es determinada por medio de una función lineal aditiva; el
procedimiento para calcular las prioridades de cada alternativa de decisión se puede
comprender mejor si pensamos en la prioridad de cada criterio como un coeficiente de
ponderación que refleje su importancia. La prioridad general de cada alternativa se
obtiene sumando el producto de las prioridades de los criterios por los subcriterios por
la prioridad de su alternativa de decisión (Guerrero, J. 2003).
Cuadro 22. Cálculo final de la prioridad.
VARIABLES COSTOS INVERSION ($)
Prioridad 0,20
Subvariables Terreno O. Civil Accesorios Lodos Total
Prioridad 0,10 0,53 0,19 0,19
Tren 1 0,10 0,10 0,20 0,10 0,02
Tren 2 0,28 0,40 0,36 0,40 0,08
Tren 3 0,10 0,10 0,08 0,10 0,02
Tren 4 0,52 0,40 0,36 0,40 0,08
1 1 1 1 0,05 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
Cuadro 23. Cálculo final de la prioridad, continuación.
COSTOS O y M ($) Prioridad 0,36
Subariables Electricidad Personal Administra Total
Prioridad 0,44 0,44 0,11
Tren 1 0,43 0,42 0,43 0,15
Tren 2 0,24 0,23 0,20 0,08
Tren 3 0,09 0,12 0,18 0,04
Tren 4 0,24 0,23 0,20 0,08
1 1 1 0,36 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
92
Cuadro 24. Cálculo final de la prioridad, continuación.
AMBIENTALES Prioridad 0,08
Subvariables Olores Vectores Ruido Imp. Visual Total
Prioridad 0,20 0,09 0,50 0,21
Tren 1 0,20 0,20 0,20 0,19 0,02
Tren 2 0,12 0,12 0,36 0,35 0,02
Tren 3 0,20 0,20 0,08 0,11 0,01
Tren 4 0,47 0,47 0,36 0,35 0,03
1 1 1 1 0,08 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
Cuadro 25. Cálculo final de la prioridad, continuación.
EFICIENCIAS DE REMOCIÓN Total Prioridad Final Prioridad 0,36
Subvariable DBO DQO PATÓGENOS Total TOTAL
Prioridad 0,23 0,12 0,65
Tren 1 0,50 0,38 0,30 0,13 0,32
Tren 2 0,08 0,09 0,11 0,04 0,22
Tren 3 0,28 0,38 0,48 0,15 0,22
Tren 4 0,14 0,14 0,11 0,04 0,24
1 1 1 0,36 1 Fuente: elaboración propia basada en la técnica AHP.
El cálculo del peso relativo para el primer tren de tratamiento es:
Tren 1= (0.10*0.10*0.20)+(0.10*0.53*0.20)+(0.20*0.19*0.20)+(0.10*0.19*0.2)=0,02
Tren 2= (0.28*0.10*0.20)+(0.40*0.53*0.20)+(0.36*0.19*0.20)+(0.40*0.19*0.20)=0,08
Paraca cada tren se realiza de igual forma.
Ahora para hallar la prioridad final se suma el peso relativo de las cuatro variables,
P total tren 1: 0.02+0.15+0.02+0.13 = 0.32
P total tren 2: 0.08+0.08+0.02+0.04 = 0.22
93
3.1.1.7 Análisis de los resultados en la aplicación de AHP.
Análisis de subvariables Costos de Inversión:
Cuadro 26. Análisis costos de inversión.
Subvariables Prioridad %
Terreno 10
Obras civiles 53
Accesorios 19
Manejo de lodos 19
Fuente: elaboración propia.
En esta comparación la mayor calificación fue dada a los costos producidos por las
obras civiles, ya que este es la subvariable que genera mayor costo en el inicio de este
proyecto (Guerrero, J. 2003); aunque en muchas ocasiones el terreno es la subvariable
mas crítica, especialmente si se pretende un nivel de tratamiento terciario basado en un
esquema natural. Para el caso del Zoológico Matecaña no sería un problema ya que
este cuenta con el terreno requerido (1200 m2), para aquella tecnología que quede
seleccionada.
Análisis de subvariables Costos de Operación y Mantenimiento:
Cuadro 27. Análisis Costos de operación y mantenimiento
Subvariables Prioridad %
Electricidad 44
Personal 44
Administración 11
Fuente: elaboración propia.
Para este caso se hizo el cálculo para operar y mantener cada una de las tecnologías
(Guerrero, J. 2003). Las subvariables de electricidad y personal para la operación del
sistema serian las de mayor prioridad para tener en cuenta, pues implican gastos
94
adicionales a aquellos en los cuales actualmente debe incurrir el zoológico para su
funcionamiento, mientras que los costos asociados a la administración del sistema no
representan gastos adicionales ya que estas labores son susceptibles de ser asumidas
por el personal administrativo con el que ya cuenta el establecimiento.
Análisis de subvariables Factores Ambientales:
Cuadro 28. Análisis Factores ambientales.
Subvariables Prioridad %
Olores 20
Vectores 9
Ruido 50
Impacto visual 21
Fuente: elaboración propia.
Por tratarse de un parque Zoológico que conserva y exhibe animales silvestres, la
mayor prioridad seria el ruido, pues los animales pueden sufrir un incremento sensible
en su nivel de estrés por esta causa. Cualquier factor que genere estrés es perjudicial
en su salud, lo que se confirma de acuerdo al programa de enriquecimiento ambiental
de los albergues (Plan de colección 2007).
En cuanto a los olores e impacto visual obtuvieron un porcentaje de prioridad similar
debido a que estas actividades se generarían cerca a los corredores biológicos por
donde los visitantes observan a los animales silvestres, por lo tanto deben tenerse en
cuenta a la hora de desarrollar el proyecto.
95
Análisis de subvariables Eficiencias de Remoción:
Cuadro 29. Análisis Eficiencias de Remoción.
Subvariables Prioridad %
DBO 23
DQO 12
Patógenos 65
Fuente: elaboración propia.
Como se dijo anteriormente, de acuerdo a la comparación que se realizó entre la
resolución 252 de la CARDER (objetivos de calidad por tramos en cuencas hídricas de
RDA) y los resultados de la caracterización de las aguas residuales del Zoológico
Matecaña, las concentraciones de patógenos son elevadas, por lo cual la Subvariable
con mayor prioridad debe ser la de patógenos.
Análisis de las Variables:
Cuadro 30. Análisis general de Variables.
Subvariables Prioridad %
Costos de inversión 20
Costos de operación y mantenimiento 36
Factores ambientales 8
Eficiencias de remoción 36
Fuente: elaboración propia.
De las cuatro variables los costos de Operación y Mantenimiento y eficiencias de
remoción tienen la mayor prioridad, para el Zoológico Matecaña es más fácil gestionar
los recursos para los costos de inversión que seguir sosteniendo la operación y
mantenimiento de la tecnología seleccionada durante varios años, es por esto que la
prioridad entre estos dos costos debe ser la de operar y mantener la tecnología
seleccionada.
96
La Eficiencia de Remoción tiene igual prioridad que la de costos de operación y
mantenimiento. Remover las concentraciones de DBO, DQO y Patógenos es uno de los
objetivos en este proyecto no solo para cumplir con las normas ambientales sino para
contribuir a la disminución de las cargas contaminantes que se arrojan diariamente al rio
Otún.
Los factores ambientales en la calificación general de variables obtuvo la menor
calificación en la prioridad, es de tener en cuenta que en un zoológico siempre existirán
vectores y olores por lo que se manejan animales silvestres; son factores que siempre
persistirán en lugares como estos, para corregir este problema el Zoológico hace
constantes campañas de erradicación de vectores.
Por último de acuerdo a las tomas de decisiones y calificaciones dadas durante la
aplicación de la metodología AHP, la tecnología o tren de tratamiento más apropiado
para tratar las aguas residuales del Zoológico Matecaña es la nº 1… ver cuadro 16….
Cuadro 31. Selección final de la tecnología apropiada.
Trenes de tratamiento Prioridad %
Nº 1 32
Nº 2 22
Nº 3 22
Nº 4 24
Fuente: elaboración propia.
Este primer tren de tratamiento se caracteriza por tener bajos costos en su operación y
mantenimiento y en la eficiencia al remover las concentraciones de agua residual
generadas por el Zoológico Matecaña
97
4 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL
Cuadro 35. Criterios y rangos de calificación aplicados a la EIA.
PARÁMETRO RANGOS CRITERIOS
Carácter Genérico
+1 Benéfico
-1 Adverso
Importancia Relativa
del Recurso
Natural
1 Muy baja
2 Baja
3 Media
4 Alta
5 Muy alta
Magnitud
1 Muy baja
2 Baja
3 Media
4 Alta
5 Muy alta
Duración
1 Esporádica
2 Temporal
3 o 4 Prolongada
5 Muy larga o permanente
Cobertura
1 Área de influencia
2 Zona que rodea el área de influencia
3 o 4 Microcuenca
5 Trasciende los límites de la microcuenca
Fuente: elaboración propia.
98
Cuadro 36. E.I.A construcción PTAR Zoológico Matecaña.
Matriz de
Leopold
Actividades
Excavación
Llenos
Transporte
de Material
Construcción
de tanques y
humedal
INDICADOR AMBIENTAL
CO
MP
ON
EN
TE
S A
MB
IEN
TA
LE
S
AT
MO
SF
ÉR
ICO
CALIDAD
Material
particulado
X X X
RUIDO
x X
LIT
OS
FE
RIC
O
SUELO
Contaminación del
suelo
X
Uso y valor del
suelo
X
GEOMORFOLOGÍA
Estabilidad del
terreno
X X
Modificación del
relieve del terreno
X X
HID
RO
SF
ER
IC
O
SUPERFICIALES
Alteración Físico
Química
X
Cambio de la
calidad biológica X
BIÓ
TIC
O
FLORA
Remoción de la
biomasa
X
FAUNA
Ahuyentamiento de
especies
X X
P
AIS
AJE
CALIDAD VISUAL
X
S
OC
IO
E
CO
NÓ
MIC
O
POBLACIÓN
Empleo X X X X
Accidentalidad X x X X
Fuente: elaboración propia.
99
Cuadro 37. Matriz de significancia de IA.
MATRIZ DE EVALUACIÓN DE SIGNIFICANCIA DE IMPACTOS AMBIENTALES
ACTIVIDAD IMPACTO CARÁCTER IMPORTANCIA MAGNITUD DURACIÓN COBERTURA SIGNIFICANCIA
EXCAVACIÓN
Material
particulado
-1 3 3 3 2 -54
Ruido -1 4 3 3 2 -72
Estabilidad del
terreno
-1 2 4 2 2 -32
Modificación
del relieve
-1 2 3 2 1 -12
Remoción de la
biomasa
-1 3 2 1 1 -6
Estrés de
especies
-1 3 4 2 2 -48
Accidentalidad -1 4 3 3 1 -36
Empleo 1 3 3 3 2 54
LLENOS
Material
particulado
-1 3 2 2 1 -12
Estabilidad del
terreno
-1 4 4 3 1 -48
Modificación
del relieve
-1 2 3 2 1 -12
Accidentalidad -1 4 3 3 2 -72
Empleo 1 3 3 2 2 36
TRANSPORTE
DE MATERIAL
Material
particulado
-1 2 4 3 2 -48
Ruido -1 4 4 3 2 -72
Estrés de
especies
-1 3 4 2 2 -48
Empleo 1 3 3 3 2 54
Accidentalidad -1 4 4 3 2 -48
CONSTRUCCIÓN
DE TANQUES Y
HUMEDAL
Contaminación
del suelo
-1 3 1 2 1 -6
Uso y valor del
suelo
1 3 2 4 2 48
Alteración
Físico química,
(Agua)
1 3 3 3 1 27
Cambio de la
calidad
biológica
(Agua)
1 3 4 4 1 48
Calidad visual -1 2 1 2 1 -4
Empleo 1 1 2 2 1 4
Accidentalidad -1 3 3 3 2 -36
Fuente: elaboración propia.
100
De acuerdo a lo anterior el impacto con mayor puntaje absoluto fue de 72 puntos, por lo
tanto todo impacto que sea igual o mayor al 50% de este valor se incluirá dentro del
plan de manejo ambiental, es decir todo resultado igual o mayor a 35 puntos, esto con
el fin de llegar a los impactos más significativos que aumentan la vulnerabilidad de la
obra.
4.2 Medidas ambientales.
Cada medida ambiental necesaria para contrarrestar el impacto generado por la obra se
observara en las fichas del plan de manejo ambiental que veremos a continuación.
Cuadro 38. Plan de manejo ambiental, partículas de polvo.
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL – PTAR ZOOLÓGICO MATECAÑA
MEDIDA DE MANEJO AMBIENTAL
Instalación de un maya para la captura de polvo.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Durante la adecuación del terreno para la PTAR, se debe realizar una excavación de
suelo para lograr la pendiente necesaria de la obra, parte de ese suelo debe ser
transportado a sitios de disposición de suelo. Estas actividades generan partículas de
polvo que podrían afectar a las especies en cautiverio, a los visitantes del Zoológico y a
la comunidad local cercana.
LOCALIZACIÓN Y COBERTURA
Esta dada en la zona de cultivos de pastos, posteriormente al hábitat de la zona
africana.
DURACIÓN
Temporal.
METAS
Reducción de los niveles de material particulado en la etapa de excavación en un 70%.
101
Cuadro 39. Continuación plan de manejo ambiental, partículas de polvo.
ACTIVIDADES CORRECTIVAS TIEMPO
Cerramiento longitudinal con yute de 1,1m y
bombón cada 4 mts en el lugar de la excavación. 1 semana
Cerramiento longitudinal con yute de 1,1m y
bombón cada 4 mts por la zona de tránsito de la
maquinaria.
Permanente en etapa de
excavación y transporte de
material.
Cubrimiento de volcos de maquinaria
transportadora de suelo removido con maya o
tendidos de plástico.
Permanente en etapa de
excavación y transporte de
material.
RECURSOS VALOR TOTAL
Financieros
TODO COSTO. $ 1.300.000
BENEFICIOS AMBIENTALES Y SOCIALES
Reducción del impacto generado por el levantamiento de polvo en los albergues de los
animales y visitantes del Zoológico. Contribución al cumplimiento de la normatividad
vigente.
102
Cuadro 40. Plan de manejo ambiental, Vías alternas.
Fuente: elaboración propia.
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL – PTAR ZOOLÓGICO MATECAÑA
MEDIDA DE MANEJO AMBIENTAL
Adecuación de vías alternas.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
En las actividades de excavación y transporte de material se utiliza maquinaria pesada
que produce altos decibeles por el funcionamiento de sus motores, esto afectaría la
tranquilidad de las especies cercanas a la obra aumentando su grado de estrés e
indirectamente a la comunidad local cercana.
LOCALIZACIÓN Y COBERTURA
Esta dada desde el punto de la excavación (zona de pastos) recorriendo la carretera
destapada hasta la salida del almacén del Zoológico.
DURACIÓN
Temporal.
METAS
Reducción de los niveles de ruido en un 50%.
ACTIVIDADES CORRECTIVAS TIEMPO
Adecuación de vía alterna abandonada con
afirmado. 5 días
RECURSOS VALOR TOTAL
Financieros
TODO COSTO. $ 2.000.000
BENEFICIOS AMBIENTALES Y SOCIALES
Prevención en la generación de estrés para las especies que se encuentran en
exhibición.
103
Cuadro 41. Plan de manejo ambiental, tráfico pesado.
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL – PTAR ZOOLÓGICO MATECAÑA
MEDIDA DE MANEJO AMBIENTAL
Señalización en la vía de tráfico pesado y monitoreo constante de las especies.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Durante la actividad de transporte de material, la maquinaria debe traficar por la zona
de exhibición africana, por lo tanto los turistas y trabajadores del Zoológico se ven
afectados por el peligro que esta actividad representa. En tiempo de invierno este
transporte de material puede generar pantano en la vía de recorrido de los turistas. A
este problema se le debe sumar el alto riesgo que se toma por algún escape de
animales silvestres.
LOCALIZACIÓN Y COBERTURA
Esta dada desde el punto de la excavación (zona de pastos) recorriendo la carretera
destapada hasta la salida del almacén del Zoológico y zona que rodea el área de
influencia.
DURACIÓN
Temporal.
METAS
Evitar accidentes de tránsito por maquinaria pesada.
ACTIVIDADES CORRECTIVAS TIEMPO
Señalización de la zona transitada por maquinaria
pesada. 5 días
Personal para tránsito vehicular (Pare y Siga) y
limpieza de pantano.
Permanente en etapa de
excavación y transporte de
material.
Monitoreo constante por parte de los trabajadores
del Zoológico a las especies cercanas al área de
influencia.
Permanente en etapa de
excavación y transporte de
material.
Fuente: elaboración propia.
104
Cuadro 42. Continuación plan de manejo ambiental, señalización en la vía.
RECURSOS VALOR TOTAL
Financieros
TODO COSTO. $ 1.200.000
BENEFICIOS AMBIENTALES Y SOCIALES
Prevención de accidentalidad por tránsito vehicular en los visitantes del Zoológico.
Fuente: elaboración propia.
Cuadro 43. Plan de manejo ambiental, Muros de contención.
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL – PTAR ZOOLÓGICO MATECAÑA
MEDIDA DE MANEJO AMBIENTAL
Muros de contención.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
En las actividades excavación y llenado, se generan deslizamiento en las pendientes
altas por el movimiento de tierra (excavacion), corrientes de agua superficiales o por
sobrecompactación del mismo suelo.
LOCALIZACIÓN Y COBERTURA
Esta dada desde el punto de la excavación y llenos (zona de pastos).
DURACIÓN: Temporal.
METAS
Estabilización de zonas susceptibles a deslizamientos.
ACTIVIDADES CORRECTIVAS TIEMPO
Construcción muro de contención 20m² 5 días
RECURSOS VALOR TOTAL
Financieros
TODO COSTO. $ 8.100.000
BENEFICIOS AMBIENTALES Y SOCIALES
Estabilización de la zona de construcción de la obra.
Fuente: elaboración propia.
105
4.3 Plan de contingencia.
Teniendo en cuenda que una de las actividades predominantes del Zoológico Matecaña
es la recreación de personas por medio de la exhibición de fauna silvestre, el plan de
contingencia debe girar en torno a las actividades que generen accidentes por causas
de fuga de animales silvestres en el lugar de influencia. Este plan debe ser analizado y
estudiado con los trabajadores de la obra y el personal capacitado del Zoológico. La
fuga de las especies puede estar provocada por el alto nivel de estrés que sufren los
animales durante las actividades de la obra.
Las recomendaciones que deben tener por parte de los ejecutores de la obra están
ligadas a tomar opciones de transporte de material por una vía de acceso diferente y
lejano a los hábitats cercanos de la obra.
Por parte de los trabajadores del Zoológico deben realizar constantes rondas para
verificar el estado de los candados de los animales y su estrés que se puede notar por
los constantes movimientos repetitivos (movimiento estereotipado). Ahora bien, los
médicos veterinarios también deben estar alertas con pistolas y medicina necesaria en
caso tal de que se tenga que derribar alguna especie que se haya fugado.
106
5 PREDISEÑOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL ZOOLÓGICO MATECAÑA
El prediseño del sistema de tratamiento es mostrado en su perfil y planta en los planos
que describen el proceso para el tratamiento de las aguas residuales del Zoológico (ver
planos 1 al 5), el sistema fue dimensionado de acuerdo a los cálculos que se muestran
a continuación:
5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR.
Rejillas Finas
Cuadro 44. Calculo de rejillas finas.
TRATAMIENTO PRELIMINAR
REJILLAS FINAS
INFORMACIÓN BÁSICA UNIDADES
Caudal 0,49 l/s
DIMENSIONAMIENTO UNIDADES
Tipo de rejilla Manual −
Espaciamiento entre barras (b) El RAS 2000 recomienda entre 15 y 50 mm 0,036 m
Pendiente de fondo (S) 0,005 %
Angulo de la rejilla (α) 45 °
Ancho de las barras (t) entre 0,5-1,5 cm Romero tabla 12.1 0,005 m
Factor forma de las barras (β) Tabla E 4.6 RAS 2000 2,420 −
Perdida de carga en rejillas (K) (β*((S/b)exp 1,33)*senα) RAS 2000. pag 51 0,149 m
Ancho del canal (w) 0,250 m
Longitud del cana (L) 1,000 m
Área superficial (As) 0,250 m²
Area transversal (At) w*h 0,025 m²
Velocidad mínima de aproximación rejillas (Va) entre 0,3 y 0,6 m/s RAS 200 pag E.50 0,020 m/s
Velocidad mínima entre barras (Vb) entre 0,6 y 1,2 m/s RAS 200 pag E.51 0,022 m/s
Altura lamina de agua (h) (Área canal/ancho canal) 0,100 m
Área del canal (Ac) 0,025 m²
Longitud de la rejilla (Lr) 0,118 m
Nº de barras (n) n: (w+b)/(2+b) 6,091 Uni Fuente: elaboración propia.
107
Perdida de carga en las rejillas.
Según el RAS 2000 pag 51 se tiene:
= 2,42 forma de barras rectangulares de caras rectas.
S= 0.005 pendiente de fondo.
b= 0.036 m espaciamiento entre barras se recomienda entre 15 y 55 mm.
α= 45º se recomienda entre 30º y 45º para rejillas de limpieza manual.
K= 14.9 cm es permisible hasta 15 cm.
Área superficial (As)
As= w*L
L= 1 m longitud de las rejillas asumida.
W= 0.25 m ancho del canal asumido.
As= 0.25 m².
Área transversal (At)
At= W*h
El valor de h se asumió en 0,1 m, de acuerdo a los cálculos que se hicieron para h los
resultados fueron entre 0.003 y 0,004 m necesarios para el cumplimiento de los
parámetros exigidos por el RAS para las velocidades de aproximación y entre barras,
los cuales a la hora de utilizarlo para calcular las dimensiones del canal arrojaban
resultados demasiados bajos para el prediseño de la estructura.
W= 0.25 m
At= 0.025 m²
108
Velocidad mínima de aproximación.
Va= At
Q
Q= caudal en m³/s
At=0.025
Va= 0.020 m/s.
El RAS 2000 recomienda que sea entre 0.3 y 0.6 m/s, para nuestro caso da por debajo
de uno de los valores permisibles (0.3m/s), esto se debe a que nuestro caudal de
diseño es muy bajo y no permite que la velocidad quede entre estos rangos. De la única
forma que cumpliría seria tener valores entre 0.003 y 0.004 m de la altura de la lámina
de agua pero las dimensiones quedarían con valores muy bajos los cuales no serian
recomendables para el prediseño.
Este mismo caso se presenta para la velocidad entre barras.
Velocidad entre barras.
E
VaVb
Va= 0.020 m/s velocidad de aproximación.
tb
bE
t= espesor de las barras 0.005 m.
E= 0.87 – 87%
Vb= 0.022 m/s.
Área del canal
Va
QAc
Q= caudal en m³/s
Va= 0.020 m/s velocidad de aproximación
Ac= 0.025 m².
109
Longitud de la rejilla.
sen45º
hLr
h= 0.1 m.
Lr= 0.118 m.
Numero de barras
b2
bWn
W= ancho del canal.
b= espaciamiento entre barras.
n= 6 barras.
Desarenador
Cuadro 45. Calculo del desarenador.
DESARENADOR
INFORMACIÓN BÁSICA UNIDADES
Nº de unidades 2 uni
Concentración de sólidos suspendidos 160 mg/L
Densidad global de arenas según Crites y Tchobanoglous (2000) 1600 k/m³
Ancho desarenador (w) 0,6 m
Profundidad desarenador (h) 0,15 m
Factor de turbulencia Ft 1,1 −
Velocidad Horizontal (Vh) 0,20 m/s
Velocidad de sedimentación 0,0125 m/s
Velocidad de sedimentación 45,0 m/h
Longitud desarenador L (Vh/Vs)*h*Ft 2,64 m
Area superrficial (As) L*w 1,584 m²
Borde libre (bl) 0,2 m
Área transversal (At) mínima requerida At: Q/Vh 0,001225 m²
Profundidad útil (hu) mínima requerida 0,1 m
Volumen (V) Vol: As*ht 0,1584 m³
110
Cuadro 46. Continuación del cálculo del desarenador.
ALMACENAMIENTO DE ARENAS UNIDADES
Carga de sólidos suspendidos (Wsst) : Q*SST 6,8 Kg/dia
Producción de arenas (Pa): Wsst/densidad de arenas 0,0042 m³/dia
Periodo de almacenamiento de arenas 30 días
Volumen para almacenamiento de arenas (Aa) : Pa*nº dias 0,127 m³
Altura tolva de lodos en forma de pirámide (ht): 3Aa/As 0,24 m
DIMENSIONAMIENTO UNIDADES
Nº de unidades 2 −
Longitud desarenador (L) 2,64 m
Borde libre (bl) 0,2 m
Profundidad util asumida 0,15 m
Profundidad de lodos 0,24 m
Relación largo:ancho 4,4 −
Relación ancho:profundo 1,0 −
Profundidad total 0,59 m Fuente: elaboración propia.
Longitud del desarenador.
Ft*h*Vs
VhL
Vh= 0.20 m/s el RAS 2000 pag 52 recomienda una velocidad mínima entre 0.2 y 0.4
m/s.
Vs= 45 m/s el RAS recomienda una velocidad de sedimentación entre 30 y 65 m/h.
h= 0.15 m asumido.
Ft= 1,1 factor de turbulencia
L= 2.64 m.
Área superficial.
As= L*W
L= 2.6 m longitud desarenador.
W= 0.6 m ancho desarenador.
As= 1.52 m².
111
Área transversal.
Vh
QAt
Q= caudal en m³/s, dividido el nº de unidades del desarenador.
Vh= velocidad horizontal.
At= 0.00122 m²
Volumen
V= As*hu
hu= 0.1 m
As= 1.52 m²
V= 0.1584 m³.
Carga de sólidos suspendidos totales.
Wsst= Q*SST
Q= caudal en L/día
SST= sólidos suspendidos totales en Kg/L
Wsst= 6.8 Kg/día.
Producción de arenas.
da
WsstPa
Wsst= carga de sólidos suspendidos.
da= densidad de arenas, 1600 Kg/m³ según Crites y Tchobanoglous (2000).
Pa= 0.0042 m³/día.
Periodo para el almacenamiento de arena.
Aa= Pa*N
N= nº días.(30 días)
112
Pa = producción de arenas.
Aa= 0.127 m³.
Altura tolva de lodos en forma de pirámide.
As
3Aaht
As= área superficial.
Aa= área de arenas.
ht= 0.24 m
Relación largo ancho
W
LR1
L= longitud.
W= ancho.
R1= 4.4 m, según el RAS 2000 la relación largo ancho para desarenadores
rectangulares debe estar entre 2.5 y 5 m. para este caso cumple con la recomendación.
Relación ancho profundidad
ht
WR2
W= ancho del canal.
ht= profundidad total. Equivale a la suma de h+ht+bl
R2= 1 m cumple con la recomendación del RAS ancho profundidad entre 1 y 5 m.
113
5.2 TRATAMIENTO PRIMARIO
Cuadro 47. Calculo del Tanque séptico.
CÁLCULO DEL TANQUE SÉPTICO PTAR ZOOLÓGICO MATECAÑA
INFOMACIÓN BÁSICA UNIDADES
CAUDAL (Q) 0,49 l/s
DBO 40,95 mg/L
SST 160,3 mg/L
COLIFORMES 1.350.000,0 UFC/100 Ml
Caudal unitario (Qu) 0,001737589 l/s
Caudal unitario 150,1276596 l/día
VÓLUMEN UTIL
Vu = 1000 + Nc (CT + KLf ) RAS 2000, E 7.1 M³
Nc 282,24 hab
C 100 l/hab/día
K 57 −
Lf 1 L/día
T 0,5 días
Volumen útil del tanque séptico (V) 31.200 L
Periodo de limpieza 1 años
Producción de lodos 20,8 M³/año
DIMENSIONAMIENTO
Volumen útil (V) 31,20 M³
Nº de compartimientos 2 −
Volumen cada unidad (Vc) 15,60 M³
Profundidad (h) 1,8 m
Área (A) (Vu/h) 17,33 M²
Relación largo/ ancho 3,00 −
Longitud (b) (A/h) 9,63 m
Ancho (a) (L/ R) 3,21 m
Longitud compartimiento 1º ( L1) (2b/3) 6,42 m
Longitud compartimiento 2º (L2) (b/3) 3,21 m
Borde Libre (BL) 0,3 m
Altura Total (At) 2,1 m
EFICIENCIAS DE REMOCIÓN ESPERADAS
DBO5 30% mg/l
SST 60% mg/l
Coliformes fecales UFC 20% UFC/100 Ml Fuente: elaboración propia.
114
Cuadro 48. Continuación del cálculo del Tanque séptico
REMOCIÓN EN TANQUE SÉPTICO
DBO5 12,285 mg/l
SST 96,18 mg/l
Coliformes fecales 270.000,00 UFC/100 Ml
EFLUENTE PARA FAFA
DBO5 28,665 mg/l
SST 64,12 mg/l
Coliformes fecales UFC 1.080.000,0 UFC/100 Ml Fuente: elaboración propia.
Volumen útil del tanque séptico.
Nc= 282 habitantes.
C= 100 L/hab/día .Contribución de aguas residuales para ocupantes permanentes
clase media.
T= 0.5 días para una contribución diaria mayor a 9000.
K= 57 constante por intervalo de temperatura > 20 ºc.
Lf= 1 día contribución de lodo fresco para ocupantes permanentes clase media.
Vu= 31.2 m³.
Producción de lodos.
1000
3600*Lf)*(KPl
Pl= 20.8 m³/año
Volumen para cada unidad
2unidades
VutilVc
Vu= 31.2 m³
Vc= 15.6 m³.
115
Área del tanque séptico.
h
VuA
Vu= 31.2 m³.
h= 1,8 m, el RAS recomienda altura mínima de 1.8 m y altura máxima de 2,8 m para
tanques sépticos con capacidad mayor a 10 m³.
A= 17.33 m².
Longitud del tanque séptico.
h
Ab
b= 9.63 m
Ancho del tanque séptico.
3
ba
b= longitud del tanque séptico.
a= 3.21 m
Longitud para primer compartimiento.
3
2bL1
b= longitud del tanque séptico.
L1= 6.42 m
Longitud segundo compartimiento.
3
bL2
L2= 3.21 m
116
Relación largo ancho
a
bR
R= 3
El RAS recomienda una relación de largo ancho entre 2 y 4 .
Lecho de secado
Cuadro 49. Calculo del lecho de secado.
LECHO DE SECADO
INFORMACIÓN BÁSICA UNIDADES
Volumen lodos producidos en Tanque Séptico (VL) 20.805 L
Concentración de lodos (CL)(6-12%) 0,07 %
Masa solida, base seca(Ms) (VL*CL) 1.456,4 Kg
Carga superficial lodo primario (Cs) 134 Kg/m²/año
Altura de lodos para el lecho de secado (hL) 0,5 m
DIMENSIONAMIENTO UNIDADES
Altura de arena (ha) 0,2 m
Altura de grava (hg) 0,3 m
Tamaño de grava (RAS 2000) 3 mm
Tamaño efectivo de la arena (RAS 2000) 0,3 mm
Área por carga másica (Am) (Ms*Cs) 10,87 m²
Área requerida para el lecho de secado (AL) (VL/1000*hL) 41,61 m²
Nº de unidades 2,00 −
Área por cada unidad Ac 20,81 m²
Ancho (a) (Ac/2)^ 0,5 3,23 m
Longitud (b) (a*2) 6,45 m
Borde libre (Bl) 0,3 m
H total del lecho (Ht) 1,3 m Fuente: elaboración propia.
Producción de masa solida
Ms= VL*CL
VL= 20805 L, volumen de lodos.
CL= 0.07 concentración de lodos entre el 6 y 12%.
Ms= 1456 Kg.
117
Área por carga másica.
Am= Ms*Cs
Ms= 1456 Kg de masa solida.
Cs= carga superficial de lodo primario 134Kg/m²/año RAS 200 tabla 4.47.
Am= 10.87 m².
Área requerida para el lecho de secado.
hl
VlodosAL
Vlodos= 20.80 m³
hl= 0.5 m, se recomienda estar entre 0.5 y 0,9 m según Romero, tabla 26.25.
AL=41.61 m². Entonces si se tiene dos unidades el área por cada unidad es de 20.81
m² Ac.
Ancho de cada unidad.
exp0.52
Aca
a=3.23 m
Longitud de cada unidad.
b= a*2
b= 6.45 m.
Altura total del lecho.
Ht= hl+ha+hg+BL
hl= 0.5 m altura de los lodos.
ha= 0.2 m altura de la arena.
hg= 0.3 m altura de la grava.
BL= 0.3 m borde libre.
Ht= 1.3 m
118
5.3 TRATAMIENTO SECUNDARIO.
Cuadro 50. Calculo del FAFA.
FILTRO ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE
INFORMACIÓN BÁSICA UNIDADES
CAUDAL (Q1) 0,49 l/s
Caudal (Q2) 1,76 m³/h
DBO 28,67 mg/L
SST 64,12 mg/L
COLIFORMES 1.080.000,00 UFC/100 Ml
Porosidad medio Filtrante Grava (n) 0,4 −
Profundidad medio filtrante (H) (0,6-1,8 m) Ras 2000. 1,2 m
Tiempo de retención hidráulica (TRH) (RAS 2000, T E 4.29) 5,25 horas
Constante de degradación para DBO (K) (RAS 2000, T. E 4.29) 1,55 −
DIMENSIONAMIENTO
Volumen útil del filtro (Vu) 14,82 m³
Nº de unidades 2 −
Área superficial para cada unidad (As) 6,17 m²
Volumen de cada unidad (Vc) 7,41 m³
Ancho (a) 1,76 m
Longitud (b) 3,51 m
El RAS recomienda b ≤ L ≤ 3b, página E.86 2 −
Profundidad área de sedimentación (hs) 0,3 m
Falso fondo (hf) (m) 0,3 m
Altura total (HTotal) 1,8 m
CALCULO DEL % DE REMOCIÓN EN FAFA
DBO 48,1 %
SST 70 %
COLIFORMES 0 %
REMOCIÓN EN FAFA
DBO 13,76 mg/L
SST 44,88 mg/L
COLIFORMES 0 UFC/100 Ml
EFLUENTE PARA HFS
DBO 14,91 mg/L
SST 19,236 mg/L
COLIFORMES 1.080.000,00 UFC/100 Ml Fuente: elaboración propia.
119
Tiempo de retención hidráulico.
2
td2td1TRH
td1= 4horas tiempo de diseño.
td2= 6.5 horas.
La anterior formula y tiempos de diseño se hallaron de la tabla E4.29 tiempos de
retención hidráulica de acuerdo a la concentración de carga orgánica del afluente al
filtro anaerobio.
TRH= 5.25 horas.
Constante de degradación de DBO
2
td2td1K
En este caso los valores de td1 y td2 cambian.
td1=1.5
td2= 1.6
K=1.55
Volumen útil del FAFA.
Vu=TRH*Q*(1+(1-n))
TRH= 5.25 horas
Q= caudal en m³/h
n= 0.40 factor de porosidad del medio filtrante.
Vu= 14.82 m³.
Área superficial para cada unidad
H
Vu/2As
Vu= volumen útil en m³.
120
H= 1,2 m.
As= 6.17 m²
Ancho para cada unidad
exp0.52
Asa
As= área superficial para cada unidad.
a= 1.76 m
Longitud de cada unidad.
a
Asb
As= área superficial de cada unidad.
a= ancho de cada unidad.
b= 3.51 m.
Altura total.
Ht= H+hs+hf
H= altura medio filtrante.
hs= altura de sedimentación.
hf= altura falso fondo.
Ht= 1.8 m.
121
5.4 TRATAMIENTO TERCIARIO.
Cuadro 51. Calculo del Humedal de flujo superficial.
HUMEDAL DE FLUJO LIBRE O SUPERFICIAL
INFORMACIÓN BÁSICA UNIDADES
Caudal 0,49 L/s
DBO 14,9 mg/L
SST 19,2 mg/L
Coliformes fecales (C) 1.080.000,00 UFC/100ml
Coliformes fecales a la salida con remoción del 97% (Co) 32.400,00 UFC/100ml
Carga de DBO5 630,81 g/d
Eficiencia esperada de la DBO5 80 %
DBO5 (Co) 14,9 mg/L
DBO5 (C) 2,98 mg/L
Temperatura 20 ºC
Pendiente (s) 0,009 %
Profundidad del agua (d) 0,6 m
Coeficiente de resistencia (z) para vegetación emergente con d > 0,4m 0,4
Porosidad( n) 0,52 −
DATOS PREVIOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO
Constante de remoción de DBO5 (KT= K20*1.06 (T-20)) 1,1 −
Tiempo de retención requerido DBO5 TRH = - ln(C/Co)/Kt 1,46 día
Carga orgánica DBO5 aplicada al HFS (< 112 kg/ha.d Romero, pag 896) 3,16 Kg/ha/día
Área superficial m² para remoción de coliformes. (Ac) 435,57 m²
Velocidad del flujo (v) 0,12 m/s
Tiempo de retención requerido Coliformes TRH: As*n*d/Q (Reed). 3,19 dias
Volumen util (Vu) At*d*n 134,96 m³
Área transversal respecto al flujo (At) = Q/(K*0,1*S) 4,704 m²
Ancho (a) 7,84 m
Longitud del Humedal (b) 27,78 m
Relación largo ancho se recomienda entre 2 y 4 (SELTAR, 2005) 3,54 −
DIMENSIONAMIENTO
Nº de unidades en paralelo 2 −
Área de cada unidad (Ac) 217,8 m²
Área total (AT) 435,6 m²
Ancho de cada unidad (a) 7,8 m
Largo de cada unidad (b) 27,8 m Fuente: elaboración propia.
122
Porosidad
La porosidad está dada en función de la profundidad del agua debido a la resistencia
impuesta por la vegetación emergente. La resistencia también depende de la densidad
de la vegetación y de la capa de residuos que puede variar según la localización (Lara
J.1999).
d^0.5
zn
z= 0.4 coeficiente de resistencia para vegetación emergente cuando d > 0,4m.
d= 0.6m profundidad del agua, (se recomienda entre 0.1 y 0.6m, Romero 2000 p. 896)
n= 0.52
Constante de remoción
La ecuación modificada de Arrhenius proporciona la constante cinética para corregir, de
acuerdo a diferentes coeficientes (ϴ), la temperatura a la cual se desarrollan los procesos físico-químicos y biológicos que permiten la remoción de los diferentes contaminantes en determinados tipos de tratamientos de aguas residuales. En el caso presente se aplican las siguientes ecuaciones para corregir la constante cinética de primer orden (KT) con respecto a la temperatura del sitio en el que se implementará el tratamiento (20°C), de acuerdo a lo propuesto por Romero R.,2002.
KT = K20 * ϴ(T - 20)
ϴ: Coeficiente para corrección de temperatura (x remoción de DBO5) = 1,06 K20: Constante cinetica para remoción de DBO5, a 20°C = 1,1 d-1 KT = 1.1 d-1
Tiempo de remocion para la DBO5 TRHDBO5 = - ln(C/Co)/KT Co= DBO5 a la entrada. C= DBO5 esperada a la salida. KT= constante cinetica.
123
TRH DBO5 = 2 dias, se recomienda entre 2 y 5 dias, Romero 2000, p 896.
Carga organica aplicada de DBO5.
TRH
n*d*CoC
Co= DBO5 a la entrada. d= 0.6m profundidad del agua. n= porosidad. C= 2.21 kg/ha/día. Se recomienda valores menores a 112 kg/ha/día. (Romero p, 896)
Area superficial para remocion de patogenos.
n*d*KT
LnCo)(LnC*QAs
Eddy.
Q= caudal en m³/dia.
C= coliformes fecales a la entrada.
Co= coliformes esperados a la salida.
KT= constante cinetica.
d= profundidad del agua.
n= porosidad.
As= 435.57 m².
Velocidad del flujo.
(1/2)s^*(2/3)d^*(1/n)V
n= porosidad.
d= profundidad del agua.
s= pendiente.
V= 0.12 m/s
Tiempo de retención hidraulico.
124
Q
d*n*AsTRH Ecuación propuesta por Reed.
As= área superficial.
n= porosidad.
d= profundidad del agua.
Q= caudal en m³/dia.
TRH= 3.19 días. Se recomienda tiempos de retención hidráulica para la remoción de
patógenos entre 3 y 7 días o mayores de 14 días dependiendo de la remoción esperada
y del clima. (Lara J, 1999).
Área transversal respecto al flujo
s*0.1*K
QAt
Q= caudal en m³/dia.
K= 10.000 conductividad hidráulica para grava media tabla 27,5 Romero 2000. Se toma
el 10% de K,
S= pendiente.
At= 5.292 m².
Ancho de cada celda.
Se opta por prediseñar dos humedales en paralelo.
d
Ata
At= área transversal.
d= profundidad del agua.
a= 8.8 m para cada celda.
Longitud de cada celda.
2
)/( aAsb
125
As= área superficial.
a= ancho de cada celda.
b= 24.6 m.
Relación largo ancho.
a
bR
b= largo.
a= ancho
R= 3.54 se recomiendan valores entre 2:1 y 4:1(SELTAR 2005).
Área de cada unidad.
Ac= b*a.
Ac= 217.8 m².
Cuadro 52. Eficiencias de remoción de la PTAR.
EFICIENCIAS DE REMOCIOIN PTAR
UNIDAD DE TRATAMIENTO
REMOCIÓN DE PARAMETROS A LA SALIDA DE CADA UNIDAD
PORCENTAJE (%) DE REMOCION DE CADA
PARAMETRO EN CADA UNIDAD
DBO5
40,59mg/L SST
160,3 mg/L COLIFORMES
1350000UFC/100ml DBO5 SST COLIFORMES
Preliminar 0 144,27 0 0 0,1 0
Tanque séptico 28,665 57,708 1080000 0,3 0,6 0,2
FAFA 14,3325 17,3124 0 0,5 0,7 0
HFL 1,43 6,92496 32400 0,90 0,6 0,97
Fuente: elaboración propia.
126
6 COSTOS
6.1 COSTOS Y APORTES PROYECTO DE INVESTIGACIÓN.
Cuadro 53. Costos proyecto de investigación.
COSTOS
ÍTEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO
UNITARIO
COSTO TOTAL
1. Transporte 300 $ 1.100 $ 330.000
2. Alimentación, trabajo de campo.
Desayunos y almuerzos.
25 $ 3.500 $ 87.500
3. Memoria 1 $ 35.000 $ 35.000
4. Resmas de papel. 3 $ 10.500 $ 31.500
1. Argollado 4 $ 3.500 $ 14.000
7. Empastado 3 $ 15.000 $ 45.000
8. Aforamiento (días) 38 $ 11.600 $ 440.800
9. Caracterización 1 $ 60.000 $ 60.000
9.1 Análisis de laboratorio 1 $ 320.000 $ 320.000
10. Dibujos en planos de un pliego. 6 $ 60.000 $ 360.000
10.1 Ploteo de planos de un pliego. 12 $ 5.200 $ 62.500
11. Asesorías 25 $ 15.000 $ 375.000
COSTO TOTAL $ 2.161.300
APORTES
Estudiantes Universidad Libre
ING Ambiental
Zoológico Matecaña
80% 20%
Fuente: elaboración propia.
127
6.2 COSTOS PRELIMINARES PTAR.
Cuadro 54. Costos preliminares PTAR Zoológico Matecaña.
PRESUPUESTO PRELIMINAR PARA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ZOOLÓGICO MATECAÑA PEREIRA
ITEM DESCRIPCION UN CANT VR.UNIT $ VR. TOTAL $
1 PRELIMINARES
1,1 Localización y replanteo m² 2752 720 1.981.440
1,2 Campamento en esterilla, piso en concreto 2500 psi
m² 30 81.000 2.430.000
Cerramiento longitudinal con yute h=1,1m y bombon plástico cada 4 m.
m 70 4.000 280.000
2 EXCAVACIONES Y LLENOS
2,1 Excavaciones Material común húmedo de 0 a 3 m m³ 360 13.500 4.860.000
2,2 Excavación mecánica hasta 1,5 m m³ 3000 2.100 6.300.000
2,3 Llenos compactados con material seleccionado de la excavación
m³ 100 9.000 900.000
2,4 Lleno compactado con material granular m³ 760 28.760 21.857.600
2,5 Material de Filtro no incluye transporte m³ 760 48.500 36.860.000
2.6 Grava no incluye transporte m³ 300 53.000 15.900.000
2.7 Retiro manual de material sobrante de la excavación a distancia radial de 30 m
m³ 150 25.400 3.810.000
2.8 Retiro de sobrantes hasta 5 Km m³ 3000 11.900 35.700.000
2.9 Empradizacion m³ 1000 5.730 5.730.000
3 CONCRETO HIDRAULICO
3,1 Clase I 4000 psi producido en obra m³ 13 400.000 5.200.000
3.2 Clase II 3000 psi producido en obra m³ 160 370.000 59.200.000
3.3 Clase III solado de limpieza impermeabilizado m³ 5 268.000 1.340.000
3.4 Canal (cárcamo) en concreto rectangular 0,3mx0,4m e=0,1m
ml 800 96.500 77.200.000
4 ACERO DE REFUERZO
4,1 Acero Fy=37000 psi Kg 12696 3.100 39.357.600
4,2 Malla electrosoldada D131 420 Mpa m² 1900 7.700 14.630.000
5 INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS
5,1 Punto hidráulico PVC 4" Pto 21.000 0
5,2 Punto Sanitario PVC 4" Pto 4 105.000 420.000
5,3 Punto Pasos Hidráulico 4" Un 6 120.000 720.000
5,4 Suministro e instalacion tuberia 4" m 100 24.000 2.400.000
5,5 Suministro e instalacion tuberia 6" m 80 33.000 2.640.000
Fuente: elaboración propia.
128
Cuadro 56. Continuación de costos preliminares PTAR Zoológico Matecaña.
6 COSTOS AMBIENTALES
6,1 Medidas ambientales para etapa de construcción de PTAR 12.600.000
7 APARATOS Y OTROS
7,1 Cinta PVC V 22 cm para junta m 50 34.500 1.725.000
7,2 Reja varilla de 3/8 30*30cm e 3cm incluye bisagras Un 2 45.000 90.000
SUBTOTAL 354.131.640
TOTAL $
354.131.640
Discriminación de la utilidad y el IVA
Subtotal Costos Directos $
281.503.687
AI 20% $ 56.300.737
U 5% $ 14.075.184
Total antes de IVA $
351.879.608
IVA 16% $ 2.252.029
TOTAL $
354.131.637
Fuente: elaboración propia.
129
CONCLUSIONES
El 98% de las aguas residuales del Zoológico son arrojadas a un solo descole
final. El 2% restante a colectores diferentes cercanos a la escuela del barrio la
Libertadores.
El Zoológico Matecaña combina las aguas lluvias y aguas residuales en un solo
alcantarillado.
La actividad que mas demanda consumo de agua es la exhibición de animales
silvestres.
Las especies que más demandan agua son los Hipopótamos, felinos, dantas y
tortugas.
El 86% del agua en los albergues se usa en el cambio del agua para las especies.
El 13 % se utiliza para el lavado de los albergues y se calcula aproximadamente el
1% en perdidas por llaves abiertas.
El 87% de los hábitats tienen posetas individuales para cada especie y el 13 %
poseen lagos que sirven de suministro de agua para diferentes especies.
Actualmente las aguas residuales producidas por el Zoológico Matecaña son
arrojadas al rio Otún sin tratamiento alguno.
Según los resultados de la caracterización de aguas residuales, los resultados
más altos son los coliformes fecales con 1.350.000 UFC/100 mL.
Se calcula que el sistema de tratamiento seleccionado remueva entre el 80% y
90% de los patógenos de estas aguas residuales.
130
Para la selección de uno de los trenes de tratamiento de estas aguas residuales
se utilizaron 14 subvariables y 4 variables para la aplicación del AHP.
Durante la aplicación de la AHP (Proceso de Jerarquización Analítica) las
variables con mayor porcentaje de prioridad fueron los costos de operación y
mantenimiento y las eficiencias de remoción.
La variable con menos peso fue la ambiental con el 8% de prioridad.
El tren de tratamiento más económico para la etapa de inversión inicial es el nº2
con un costo $ 239.850.000.
Al realizar una comparación de costos de inversión inicial entre los humedales
propuestos el humedal de flujo libre es el más económico.
La estructura del tratamiento preliminar para cada uno de los trenes de tratamiento
tiene un costo de $ 8.476.000.
Los trenes de tratamiento nº 1 y nº 3 son los más eficientes para la remoción de
los patógenos, pero se deja claro que el nº1 es el más económico para la etapa de
inversión inicial.
Al finalizar el Proceso de Jerarquización Analítico la tecnología con más
porcentaje de prioridad es la nº 1.
El impacto ambiental más significativo para la etapa de construcción es el ruido, el
cual es generado por toda la maquinaria necesaria para excavar y transportar el
suelo removido.
131
RECOMENDACIONES
Según el diagnostico ambiental de la investigación, el alcantarillado recoge las aguas
lluvias y residuales del Zoológico, se sugiere construir canales paralelos al
alcantarillado para separar las aguas lluvias de las aguas residuales antes de que
estas caigan al sistema de tratamiento de aguas residuales propuesto.
Con el fin de disminuir el alto consumo de agua en los hábitats y la alta dilución de
los afluentes a tratar, se recomienda evaluar la posibilidad de reutilizar parte del agua
residual tratada y practicar lavado en seco, cuando esto sea posible.
Al inicio del proceso de diseño definitivo del sistema de tratamiento de aguas
residuales para el Zoológico es necesario realizar estudios topográficos y del suelo
en el terreno disponible para la futura construcción del sistema.
132
BIBLIOGRAFÍA
ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Tratamiento de aguas residuales. Teoría y principios
de diseño. Ed. Escuela Colombiana de Ingeniería Ambiental, capitulo 8 Bogotá, 2001.
Mecalf y Eddy. Ingeniería de aguas residuales volumen 2, McGraw-Hill Profesional, S.A
1995.
Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico, RAS 2000. Titulo E,
tratamiento de aguas residuales.
Proyecto de Selección de Tecnologías para el Control de la Contaminación por Aguas
Residuales Domesticas. IDEAM-CINARA-UTP, CALI JUNIO 2005.
Depuración de aguas residuales municipales con humedales artificiales. JAIME
ANDRES LARA BARRERO. Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona mayo de
1999.
Tecnología apropiada para el tratamiento de aguas residuales municipales. Dr.-
Ing.Ms.C.Jhoniers Guerrero Erazo.2003. Universidad Tecnológica de Pereira, 2003.
Crites y Tchobanoglous. Tratamiento de aguas residuales en pequeñas poblaciones.
McGraw-Hill Interamericana, S.A 2000.
WINCLER Tratamiento biológico de aguas de desecho. Limusa S.A 2005.
ORJUELA ACOSTA Delior. Protocolo de seguridad Zoológico Matecaña 2002.
133
Estudios básicos, Caracterización de aguas residuales 2006 Zoológico Matecaña, y
residuos sólidos 2006 Zoológico Matecaña. Universidad Tecnológica de Pereira.
Universidad Tecnológica de Pereira, análisis de vertimientos aguas residuales
Zoológico Matecaña. Grupo de investigación aguas residuales Facultad de Ciencias
Ambientales, mayo de 2006.
Universidad Tecnológica de Pereira, informe final plan de manejo ambiental parque
temático de flora y fauna de Pereira. Grupo de investigación residuos sólidos Facultad
de Ciencias Ambientales, noviembre 2005.
INFORME EJECUTIVO - COMPONENTE 1, Estudio de Factibilidad Técnica,
Económica y Ambiental. Aguas y Aguas de Pereira, diciembre 2002.
Guía para la elaboración de la propuesta de investigación. Centro de investigaciones
universidad libre.
www.cepis.ops-oms.org
htp/www.ZOOPEREIRA.ORG
134
135
136
ANEXO Nº 1
Ficha técnica colectores principales (ver mapa 1 de 6)
Colector nº 1. Descole final Colector nº 3
Colector nº 5 Colector nº 6
0,40 M
Aguas
lluvias
1,10 M
2,30 M
2,20 M
Aguas
residuales
Elefante
Africano
0,70 M
Tapas
colectores
1,50 M
1,60 M
Viene de
colectores
4,5,6.
1,50 M
Cóndor
Jaguares
Papión
sagrado
En dirección
colector final.
0,50 M
Cariblanco
Tortugas
1,60 M
1,50 M
En
dirección al
descole
final.
Viene de
colector 6.
0,50 M
Loras
Osos
1,60 M
En
dirección al
descole
final
1,50 M
Inicio de
descoles
principales
Entrada de agua lluvia
Entrada de agua residual
137
Los colectores 4 y 6 se encuentran cubiertos por la vía principal del tren.
