AGUAS SERVIDAS EN TACNA Dra. Justa Machaca Mamani ALUMNAS: Elvira Sánchez Choque Mirian Ramos Huiza DOCENTE:
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AGUAS SERVIDAS EN TACNA
INTRODUCCION
La población mundial crece incesantemente cada día, nuestro país no es ajeno a esta realidad y ni que decir nuestra región; el hecho de que la población mundial crezca cada día trae como consecuencia el aumento en los niveles de contaminación tanto en agua, suelo, aire, flora, fauna y nuestro patrimonio cultural; consideramos que es importante seguir con la concientización en el cuidado y protección de nuestro ambiente ya que si seguimos contaminándolo no tendrán donde habitar en años futuros las generaciones que vendrán. En el Peru en forma ilegal, cotidianamente se practica el reuso de aguas en aproximadamente 4000 ha de terreno en los alrededores de las ciudades, pero si se considera un caudal de 1 L/seg por hectárea como factor de aplicación local, se estima que la extensión posible de ser sometida a irrigación con aguas residuales en la zona costera del Perú podrían alcanzar las 11200 hectáreas. En esta oportunidad queremos tratar un tema muy importante el cual es el factor agua y designar peligros, riesgos y un plan de mitigación; como propuesta a una realidad que se presenta en nuestra ciudad.
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I. FUNDAMENTACION
CRECIMIENTO DE LA POBLACION MUNDIAL
El incremento constante de la población mundial y la disparidad de su distribución territorial se está produciendo unilateralmente en los países más pobres y poblados, lo que plantea y agrava el problema de la superpoblación . Un ejemplo: Brasil, en 1900, tenía 17 millones de habitantes; en 2000, 170 millones. El contrapunto está en el crecimiento negativo y el envejecimiento de algunos países de Europa, pero esto no atenúa el balance global. En agosto de 2004, los contadores de la población indican que se han superado ya los 6.450 millones de habitantes. Para mediados del presente siglo XXI, y a pesar de una leve tendencia a la baja en la tasa de crecimiento, nuestros números seguirán disparándose hasta la asombrosa cifra de unos 9.000 millones de personas. Además, casi todo este crecimiento habrá tenido lugar en países pobres, donde ya hoy la gente carece de alimentos y agua para cubrir la demanda. No es descartable en absoluto que lleve razón Giovanni Sartori, cuando sostiene: «El mayor peligro para el mundo es la superpoblación de los países pobres» ( El País , 11 mayo 2003; véase también su obra La Tierra explota , de 2003).
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FUENTE: FAO, 2010 FIGURA N° 01: Crecimiento de la Población en millones de personas
AGUAS SERVIDAS
El término agua servidas define un tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación. A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales . Son residuales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (del latín cloaca , alcantarilla), nombre que se le da habitualmente al colector. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las
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infiltraciones de agua del terreno. El término aguas negras también es equivalente debido a la coloración oscura que presentan. Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de otras sustancias en concentraciones que varían de unos pocos mg/litro en el agua de lluvia a cerca de 35 mg/litro en el agua de mar. A esto hay que añadir, en las aguas residuales, las impurezas procedentes del proceso productor de desechos, que son los propiamente llamados vertidos. Las aguas residuales pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien proceder de los variados procesos industriales. La composición y su tratamiento pueden diferir mucho de un caso a otro, por lo que en los residuos industriales es preferible la depuración en el origen del vertido que su depuración conjunta posterior.
Por su estado físico se puede distinguir:
Fracción suspendida: desbaste, decantación, filtración.
Fracción coloidal: precipitación química .
Fracción soluble: oxidación química, tratamientos biológicos, etc.
Características de las aguas residuales
Sustancias químicas (composición) Las aguas servidas están formadas por un 99% de agua y un 1% de sólidos en suspensión y solución. Estos sólidos pueden clasificarse en orgánicos e inorgánicos.
Los
sólidos
inorgánicos
están
formados
principalmente
por nitrógeno, fósforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y
algunas
sustancias tóxicas como arsénico, cianuro, cadmio,cromo, cobre, mercurio, plomo y zin c.
Los sólidos orgánicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Los nitrogenados,
es
decir,
los
que
son proteínas, ureas, aminas yaminoácidos.
contienen nitrógeno en Los
no
su molécula,
nitrogenados
son
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principalmente celulosa, grasas y jabones. La concentración de materiales orgánicos en el agua se determina a través de la DBO 5, la cual mide material orgánico carbonáceo principalmente, mientras que la DBO20 mide material orgánico carbonáceo y nitrogenado DBO2.
Características bacteriológicas Una de las razones más importantes para tratar las aguas residuales o servidas es la eliminación de todos los agentes patógenos de origen humano presentes en las excretas con el propósito de cortar el ciclo epidemiológico de transmisión. Estos son, entre otros:
Coliformes totales
Coliformes fecales
Salmonellas
Virus
Materia en suspensión y materia disuelta A efectos del tratamiento, la gran división es entre materia en suspensión y materia disuelta.
La materia en suspensión se separa por tratamientos físico-químicos, variantes de la sedimentación y filtración. En el caso de la materia suspendida sólida se trata de separaciones sólido - líquido por gravedad o medios filtrantes y, en el caso de la materia aceitosa, se emplea la separación L-L, habitualmente por flotación.
La materia disuelta puede ser orgánica, en cuyo caso el método más extendido es su insolubilización como material celular (y se convierte en un caso de separación S-L) o inorgánica, en cuyo caso se deben emplear caros tratamientos físicoquímicos como la ósmosis inversa.
Los diferentes métodos de tratamiento atienden al tipo de contaminación: para la materia en suspensión, tanto orgánica como inorgánica, se emplea la sedimentación y la filtración en todas sus variantes. Para la materia disuelta se emplean los tratamientos biológicos (a veces la oxidación química) si es orgánica, o los métodos de membranas, como la
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ósmosis, si es inorgánica.
Principales parámetros Los parámetros característicos, mencionados en la Directiva Europea, son:
temperatura
pH
sólidos en suspensión totales (SST) o
materia orgánica valorada como DQO y DBO (a veces TOC)
nitrógeno total Kjeldahl (NTK)
nitrógeno amoniacal y nitratos
También hay otros parámetros a tener en cuenta como fósforo total, nitritos, sulfuros, sólidos disueltos.
Influencia en el medio receptor Definición de contaminación según el Reglamento del Dominio Público Hidráulico: Se entiende por contaminación, a los efectos de la Ley de Aguas, la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica .1
1. Vertido de sustancias orgánicas degradables: producen una disminución del oxígeno disuelto, ya que los microorganismos que degradan la materia orgánica consumen oxígeno para suoxidación. Si la demanda de oxígeno es superior a la aireación por disolución de oxígeno atmosférico, se puede llegar a un ciclo anaerobio: se consume oxígeno combinado en lugar de molecular, creándose un ambiente |reductor, con la aparición de amoníaco, nitrógeno y ácido sulfhídrico, y la reducción de sulfatos a sulfuros; el agua se torna oscura, de olor desagradable y con gérmenes patógenos. 2. Incorporación de compuestos tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Eliminan los organismos depuradores, o bien inhiben su desarrollo impidiendo reacciones enzimáticas. Intoxican también a varios niveles de la cadena trófica, desde microorganismos hasta animales superiores.
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3. Incorporación de materia en suspensión, que reduce la entrada de luz y atasca los órganos respiratorios y filtradores de muchos animales. 4. Alteración del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, etc…) y del pH.
ANÀLISIS MÀS FRECUENTES PARA AGUAS RESIDUALES
Determinación de sólidos totales Método 1. Evaporar al baño María 100 ml de agua bruta tamizada. 2. Introducir el residuo en la estufa y mantenerlo a 105 °C durante 2 horas. 3. Pasarlo al desecador y dejar que se enfríe. 4. Pesar. Sea Y el peso del extracto seco a 105 °C 5. Calcinar en un horno a 525± 25 °C durante 2 horas. 6. Dejar que se enfríe en el desecador. 7. Pesar. Sea Y´ el peso del residuo calcinado. 8. Cálculos Peso de la fracción orgánica de los sólidos totales de la muestra= Y-Y´, siendo Y el peso de las materias totales de la muestra e
Y’ el
peso de la fracción mineral de las materias
totales de la muestra.
Determinación de la DBO La demanda biológica de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida,disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO 5), y se expresa en miligramos de oxígeno diatómicopor litro (mgO2/l). El método de ensayo se basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones en las que se han inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. Es un método que constituye un medio válido para el estudio de los fenómenos naturales de destrucción de la materia orgánica, representando la cantidad de oxígeno consumido por los gérmenes aerobios para asegurar
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la descomposición, dentro de condiciones bien especificadas, de las materias orgánicas contenidas en el agua a analizar. El método pretende medir, en principio, exclusivamente la concentración de contaminantes orgánicos. Sin embargo, la oxidación de la materia orgánica no es la única causa del fenómeno, sino que también intervienen la oxidación de nitritos y de las sales amoniacales, susceptibles de ser también oxidadas por las bacterias en disolución. Para evitar este hecho se añade N-aliltioureacomo inhibidor. Además, influyen las necesidades de oxígeno originadas por los fenómenos de asimilación y de formación de nuevas células.
Determinación de la DQO Artículo principal: Demanda química de oxígeno .
La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de materia orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos que hay en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mg O2/l). Aunque este método pretende medir exclusivamente la concentración de materia orgánica, puede sufrir interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...). La DQO está en función de las características de las materias presentes, de sus proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación, etc. Es por esto que la obtención de los resultados y su interpretación no podrán ser satisfechas más que en condiciones de metodología bien definidas y estrictamente respetadas.
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
FIG. 02 Diagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.
Toda agua servida o residual debe ser tratada, tanto para proteger la salud pública como para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida debemos conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permite conocer qué elementos químicos y biológicos están presentes y da la información necesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar una planta apropiada al agua servida que se está produciendo. Una Planta de Tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propósito eliminar toda contaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser nociva para los seres humanos, la flora y la fauna, de manera que el agua sea devuelta al medio ambiente en condiciones adecuadas. El proceso, además, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta de aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y de los microorganismos patógenos presentes en ella.
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Como se ve en este gráfico, la etapa primaria elimina el 60% de los sólidos suspendidos y un 35% de la DBO. La etapa secundaria, en cambio, elimina el 30% de los sólidos suspendidos y un 55% de la DBO.
Etapas del tratamiento del agua residual El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas preliminar y primaria unidas como etapa primaria.
Etapa preliminar La etapa preliminar debe cumplir dos funciones: 1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta 2. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa). Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme. Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta función son las rejillas ,tamices , trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta etapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son: a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y b)
Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.
Etapa primaria Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de sedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. Así, para completar este proceso se pueden agregar compuestos químicos (sales de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos en suspensión muy finos o aquellos en estado decoloide.
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Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de sedimentación primarios o clarificadores primarios . Habitualmente están diseñados para suprimir aquellas
partículas que tienen tasas de sedimentación de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el período de retención es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, la profundidad del
estanque fluctúa entre 2 a 5 m. En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del 60 al 70% de los sólidos en suspensión. En la mayoría de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular, cuadrada a rectangular.
Etapa secundaria Tiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidal mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de sedimentación. Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación anhídrido carbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario . Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay que buscar un medio de eliminarlos. En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa, es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce y que, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, se denomina fango activo. Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua ( procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio de suspensión
(procesos de crecimiento adherido ) o distribuidos en un sistema mixto ( procesos de crecimiento mixto ).
Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena intermitentes , filtros percoladores , contactores
biológicos
rotatorios , lechos
fluidizados , estanques de fangos activos , lagunas de estabilización u oxidación y sistemas
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de digestión de fangos .
Etapa terciaria Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofización, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.
Principales pasos del tratamiento de aguas residuales Desinfección Las aguas servidas tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos que sobreviven a las etapas anteriores de tratamiento. Las cantidades de microorganismos van de 10.000 a 100.000 coliformes totales y 1.000 a 10.000 coliformes fecales por 100 ml de agua, como también se aíslan algunos virus y huevos de parásitos. Por tal razón es necesario proceder a ladesinfección del agua. Esta desinfección es especialmente importante si estas aguas van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas donde se cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como fuente de agua para consumo humano. Los métodos de desinfección de las aguas servidas son principalmente la cloración y la iozonización, pero también se ha usado la bromación y la radiación ultravioleta. El más usado es la cloración por ser barata, fácilmente disponible y muy efectiva. Sin embargo, como el cloro es tóxico para la vida acuática el agua tratada con este elemento debe ser sometida a decloraciónantes de disponerla a cursos de agua natural. Desde el punto de vista de la salud pública se encuentra aceptable un agua servida que contiene menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una DBO inferior a 50 mg/L. La estructura que se usa para efectuar la cloración es la cámara de contacto . Consiste en una serie de canales interconectados por los cuales fluye el agua servida tratada de manera que ésta esté al menos 20 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario para dar muerte a los microorganismos patógenos.
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Tratamiento de los fangos
FIG. 03 Tanque de digestión de lodos en una depuradora de Londres.
Los sedimentos que se generan en las etapas primaria y secundaria se denominan fangos. Estos fangos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismos patógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se han desarrollado varios métodos para el tratamiento
de
los
fangos
e
incluyen: digestión
anaerobia , digestión
aerobia , compostaje , acondicionamiento químico y tratamiento físico . El propósito del
tratamiento de los fangos es destruir los microbios patógenos y reducir el porcentaje de humedad. La digestión anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado digestor y no requiere la presencia de oxígeno pues es realizada por bacterias que se desarrollan en su ausencia. Para el óptimo crecimiento de estos microorganismos se requiere una temperatura de 35 ° C. Las bacteriasanaerobias degradan la materia orgánica presente en el agua servida, en una primera fase, a ácido propiónico, ácido acético y otros compuestos intermedios, para posteriormente dar como producto final metano (60 - 70 %), anhídrido carbónico (30%) y trazas de amoníaco, nitrógeno,anhídrido sulfuroso e hidrógeno. El metano y el anhídrido carbónico son inodoros; en cambio, el ácido propiónico tiene olor a queso rancio y el ácido acético tiene un olor a vinagre. La digestión aerobia se realiza en un estanque abierto y requiere la presencia de oxígeno y, por tanto, la inyección de aire u oxígeno. En este caso la digestión de la materia orgánica es efectuada por bacterias aerobias, las que realizan su actividad a temperatura
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ambiente. El producto final de esta digestión es anhídrido carbónico y agua. No se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce olores. El compostaje es la mezcla del fango digerido aeróbicamente con madera o llantas trituradas, con el objetivo de disminuir su humedad para posteriormente ser dispuesto en un relleno sanitario. El acondicionamiento químico se puede aplicar tanto a los fangos crudos como digeridos e incluye la aplicación de coagulantes tales como el sulfato de aluminio, el cloruro férrico y lospolímeros, los que tienen como función ayudar a la sedimentación de las materias en suspensión y solución en el fango; la elutriación o lavado del fango, la cloración y la aplicación de floculante. El tratamiento físico incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los fangos. Una vez concluida la etapa de digestión microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, los fangos aún contienen mucha agua (alrededor de un 90%) por lo que se requiere deshidratarlos para su disposición final. Para ello se han diseñado dos métodos principales: secado por aire y secado mecánico .
Deshidratación de los fangos Se han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los fangos. Entre ellas están: lechos
de
arena , lechos
asistidos
de
arena , lagunas
de
fangos , lechos
adoquinados y eras de secado .
Para el secado mecánico existen filtros banda , filtros prensa , filtros de vacío y centrífugas . Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma ambientalmente segura. Para ello, según el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos agrícolas y no agrícolas o incinerados. La aplicación en terrenos agrícolas requiere que el fango no presente sustancias tóxicas para las plantas, animales y seres humanos. Lo habitual es que sí las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenos sanitarios o incinerados.
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES POR PROCESOS BIOTECNOLOGICOS
El proceso natural de la limpieza del agua se consigue gracias a una bacteria que se alimenta de los desechos que contienen las aguas servidas. Gracias a esta bacteria aparecen los sistemas de tratamiento de aguas por medio biológicos de biodigestion, donde por medio de diversos métodos se pone en contacto esta bacteria con el agua para acelerar el procesos natural. Utilizando una película fija de bacteria en diversas piezas de ingenierías distintas (estudiadas para tener mejor contacto con el agua a la hora de limpiarla) el agua se pone en contacto con la bacteria para provocar una biodigestion mucho más rápida que el proceso natural. En presentación de rodillos, empaques, módulos o molinos la película fija tiene el mismo propósito, la diferencia entre las tecnologías radica en la forma en la que se acelera el propio proceso natural y desde luego en el espacio necesario para construir una planta de tratamiento de aguas con estas características. En comparación con otras tecnologías y métodos para la limpieza de las aguas residuales, la película fija es sin duda una de las opciones mas fuertes gracias a su tamaño, fácil utilización, coste y espacio necesario para su construcción.
CRECIMIENTO EN TACNA
Los resultados de los Censos de 1993 y 2007 evidencianque de las 4 provincias del departamento de Tacna, lasque se ubican en la Costa (Tacna y Jorge Basadre),tienen mayor volumen de población, aunque en distintoorden, y las provincias de la Sierra (Candarave y Tarata)tienen menor volumen poblacional y no presentaronvariación alguna en su posición respecto del totaldepartamental.
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CUADRO N°01: Departamento de Tacna población censada, según provincia, 1982 - 2007
CUENCAS RIO CAPLINA, UCHUSUMA Y MAURE
Cuenca del rio Caplina
Se origina sobre los 5483 m.s.n.m. en las estribaciones de la cordillera del Barroso y el trasvase de las nacientes del rio Sama a través de los canales Barroso Chico y Grande que desemboca en la quebrada de Ancoma que es el cauce natural del rio Caplina. El cauce principal del rio Caplina, se desplaza predominantemente en dirección Noreste – Sureste, discurriendo a través del valle de Tacna, recorriendo una estrecha franja de tierras de cultivo, hasta concluir su recorrido en el océano Pacifico luego de atravesar el abanico fluvial de La Yarada.
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Cuenca del rio Uchusuma
Nace de la confluencia de las Quebradas Carini y Uncalluta que tienen sus nacientes en los nevados del Coruña, Auquitaipe, Casiri, Mamuta, Paucarani, Barrosos, Huancane y de las Lagunas Paucarani, Sitipicota y Condorpico. El rio antes de ingresar a la frontera con Chile recibe el aporte de las aguas de las Laguna
Blanca.
El
cauce
principal
del
rio
Uchusuma
se
desplaza
predominantemente en dirección Noroeste – Sureste hasta las fronteras con Chile.
Cuenca del rio Maure
El rio Maure es un rio binacional que nace en las aguas de la laguna Vilacota, en la provincia de Candarave. Su cauce es de baja pendiente con gran concentración de bofedales. Recorre paralelo a la cordillera del Barroso hasta su salida de territorio peruano hacia la república de Bolivia. Este rio es el principal afluente del rio Desaguadero, que finalmente desemboca en el Lago Poopó.
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Figura N° 02: Esquema hidráulico de trasvase a la Cuenca del Caplina de Agua Superficial y Subterránea de la cuenca Uchusuma – Maure.
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REUSO DE AGUAS SERVIDAS
FIGURA N° 04.- Flujograma de tecnologías empleadas en el tratamiento de Aguas Residuales.
En la cuenca baja del rio Caplina (Sectores: La Yarada y Magollo), donde se desarrolla agricultura, mediante el reuso de aguas servidas con tratamiento primario
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(y en algunas ocasiones con tratamiento secundario), el riego es fuente potencial de contaminación difusa para el suelo, agua subterránea y cultivos de tallo corto; cuando no se realiza una buena desinfección y eliminación de los gérmenes del agua residual tratada. Se identificaron en el valle Caplina siete reusos de aguas residuales tratadas las cuales se indican en el siguiente cuadro.
CUADRO N° 02: Ubicación de puntos de captación de reuso de aguas residuales.
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CUADRO N° 03: Ubicación de puntos de captación de reuso de aguas residuales
CUADRO N° 04: Ubicación de puntos de captación de reuso de aguas residuales
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CUADRO N° 05: Ubicación de puntos de captación de reuso de aguas residuales
PLANTA DE MAGOLLO La planta de tratamiento de aguas residuales de Magollo está ubicada entre los kilómetros 13 y 14, en la zona límite de Magollo y La Yarada, contigua a la carretera Boca del Río, el agua servida es conducida mediante la tubería troncal de un diámetro de 36 “ a lo largo de la carretera.
En su primera etapa se construyeron dos pares (primarios y secundarios) con una capacidad de 20 l/s cada una, en la segunda etapa dos pares más, y actualmente cada par estádiseñada para tratar 35 lt/seg.
INFRAESTRUCTURA EXISTENTE
Los módulos de las lagunas facultativas primarias seguidas de las lagunas
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facultativas secundarias de la Planta Magollo presentan las siguientes características:
CUADRO N° 06.- Lagunas primarias y secundarias de la planta Magollo
Enfermedades transmitidas a través de las aguas residuales y naturales usadas en agricultura
En las aguas residuales se puede encontrar gran variedad de gérmenes (bacterias, virus, protozoos, helmintos, hongos y levaduras), siendo los más comunes e importantes todos los agentes bióticos que por una u otra razón son huéspedes del aparato digestivo, constituidos por parásitos o agentes infecciosos al hombre, que son evacuados conjuntamente con las heces y el esputo. En menor cantidad se encuentran parásitos y bacterias propios de animales, que pueden ser causa importante de zoonosis parasitarias como la cisticercosis.
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VISITA AL CAMPO
FIGURA N° 05.- Ubicación de las pozas de sedimentación de Magollo
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FIGURA N° 06.-Pozas de sedimentación de Magollo
FIGURA N° 07.-Pozas de sedimentación de Magollo
FIGURA N° 08.-Pozas de sedimentación de Magollo
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FIGURA N° 09.-Canal de regadío para COPARE
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FIGURA N° 10.-Instalacion de tuberías para regadío en COPARE
FIGURA N° 11.-Instalacion de pozos para regadío en COPARE
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FIGURA N° 12.-Cultivo de árboles maderables en COPARE
FIGURA N° 13.-Cultivo de tara en COPARE
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FIGURA N° 14.-Avastecimiento de aguas residuales en COPARE
FIGURA N° 15.-Avastecimiento de aguas residuales en COPARE
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FIGURA N° 16.-Cultivo de olivos en COPARE
FIGURA N° 17.-Cultivo de maíz en COPARE
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CUADRO N° 07.-Peligros y riesgos, plan de mitigación. PROBLEMA
PELIGROS Enfermedades
Aguas servidas en Tacna
PLAN DE MITIGACION
RIESGOS por Enfermedades
consumo
Cultivo
de gastrointestinales.
de
(O.
niloticus) Tilapia.
productos
Tratamiento
contaminados por el
bacterias y enzimas.
riego de plantas de
Tratamiento
tallo
biológico.
corto
con
con
aguas residuales. Los malos olores Incomodidad de los dan un mal aspecto pasajeros a la ciudad ya que transitan
que por
la
las pozas están al carretera costanera costado
de
la al pasar por la zona
carretera costanera de magollo. y podría perjudicar al turismo nacional. Contaminación los suelos.
de La proliferación de productos contaminados al ser cultivados en estas tierras.
Contaminación las
de Contaminación por
aguas cisticercosis.
subterráneas.
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PELIGROS
Enfermedades por consumo de productos contaminados por el riego de plantas de tallo corto con aguas residuales.
Los malos olores dan un mal aspecto a la ciudad ya que las pozas están al costado de la carretera costanera y podría perjudicar al turismo nacional.
Contaminación de los suelos.
PLAN DE MITIGACION ASPECTOS TÉCNICOS DE LA ACUICULTURA CON AGUAS RESIDUALES
Antecedentes El uso de aguas residuales en acuicultura se inició en Alemania a fines del siglo XIX (Prein, 1988) y en Calcuta, India, en 1930. Actualmente, en esta última ciudad se reporta la mayor superficie de estanques para cultivo de peces alimentados con aguas residuales crudas (Edwards 1985). Los sistemas integrados de plantas de tratamiento de aguas servidas y acuicultura son relativamente recientes y su desarrollo es promovido a nivel mundial por el PNUD y el Banco Mundial, especialmente en países en desarrollo como el Perú, ya que representan alternativas de bajo costo para el tratamiento de las aguas servidas y la producción de alimentos. En la reunión de expertos en la materia, efectuada en diciembre de 1988 en Calcuta, India, se formularon las siguientes conclusiones respecto a esta tecnología (Bartone 1990): a. Los sistemas integrados, si se diseñan y administran adecuadamente, representan una alternativa viable de bajo costo en comparación con las tecnologías convencionales. b. La producción neta de 5 a 7 t/ha/año de pescado se reporta en climas tropicales donde la producción anual es continua y no se recurre a la alimentación suplementaria ni a la aeración. c. En climas templados se obtienen tasas similares de producción de 15 a 20 kg/ha/día
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durante el período estival. d. Aún cuando las lagunas de estabilización suelen diseñarse para tratar cargas orgánicas de 200 a 300 kg de DBO/ha/día, la acuicultura opera con niveles mucho menores del orden de 10 a 20 kg de DBO/ha/día para garantizar un adecuado equilibrio entre la productividad, la demanda de oxígeno y el crecimiento de los peces. Esta diferencia de magnitud en el nivel de carga orgánica manejada por los sistemas de tratamiento de agua y acuicultura se logra mediante prácticas adecuadas de operación a fin de no perjudicar el alcance de los objetivos de ninguna de estas actividades. e. En general, se utilizan tres tipos de sistemas integrados: - un solo estanque de peces que recibe aguas servidas crudas directamente (por ejemplo, Calcuta); - estanques de crianza precedidos por algún tratamiento primario (por ejemplo, Hungría); ye estanques de crianza donde se vierten aguas residuales tratadas a las que se les ha eliminado agentes patógenos presentes en el crudo (por ejemplo, Lima).
El proyecto de acuicultura de San Juan Reseña histórica y objetivos del Proyecto
Entre 1983 y 1984 se desarrollaron las dos primeras fases del Proyecto "Esfuerzos de Investigación, Desarrollo y Demostración sobre Acuicultura en las Lagunas de San Juan, Lima, Perú", localizado en el complejo de lagunas de estabilización de San Juan, a 16 km al sur de la ciudad de Lima. Los objetivos básicos fueron evaluar la calidad de agua aceptable para el cultivo de tilapia del Nilo ( Oreochromis niloticus ), carpa común ( Cyprinus carpio ) y camarón gigante de Malasia ( Macrobrachium rosembergii ). En estas primeras
fases se consideraron aspectos técnicos relativos a la supervivencia, crecimiento y salud, a fin de establecer las principales variables de estudio de las fases posteriores. Estas especies fueron cultivadas en las propias lagunas terciarias, cuaternarias y quintenarias de estabilización. Dichas experiencias permitieron concluir que, si bien las condiciones ambientales presentes en las lagunas cuaternarias permitían un buen crecimiento de la tilapia del Nilo (2,8 g/día) y carpa espejo (7,2 g/día), el manejo de las mismas resultaba poco práctica para una producción comercial. La recomendación principal proponía el cultivo en estanques construidos ex-profeso y alimentados con efluentes terciarios. Los exámenes microbiológicos, parasitológicos y toxicológicos no reportaron niveles que indicaran algún
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impedimento para el consumo de los productos obtenidos. Por otro lado, el camarón gigante no toleró bien la alta concentración de amonio presente en el agua. La Fase III del Proyecto se inició en mayo de 1987 con la implementación de la Unidad de Acuicultura de San Juan. Esta Unidad recibe el efluente de una laguna terciaria diseñada para el desarrollo experimental de campañas de producción de tilapia del Nilo en estanques de tierra. El programa evaluó diferentes contextos de producción y analizó diferencias en la productividad. Esta tercera fase incluyó la ejecución de una primera campaña de producción de tilapia nilótica en monocultivo durante los meses de julio a noviembre que son los de menor temperatura en Lima. La Fase IV del Proyecto se desarrolló de noviembre de 1988 a mayo de 1990 y tuvo como principales objetivos: a. Efectuar un manejo de las lagunas de estabilización que permita obtener un efluente adecuado para la acuicultura, en términos de calidad sanitaria y fertilidad. b. Evaluar la calidad sanitaria de los peces cultivados con aguas residuales tratadas y establecer protocolos para certificar su aptitud para consumo humano directo. c. Determinar la máxima producción piscícola al utilizar efluentes de lagunas de estabilización que estimulan la productividad natural, sin generar condiciones ambientales adversas a los peces o consumidores. d. Conducir un estudio socioeconómico para evaluar el potencial de desarrollo del sistema de tratamiento de aguas residuales para fines acuícolas en condiciones tropicales y subtropicales. Sistema de tratamiento
El gráfico 1 muestra las características del complejo de lagunas de estabilización de San Juan. El efluente terciario, usado para alimentar la unidad de acuicultura, provenía de una batería de lagunas de estabilización conformada por dos lagunas primarias que operan en paralelo en una área combinada de 1,14 ha. Éstas se conectaban con una laguna secundaria y otra terciaria, con superficies de 1,84 y 1,0 ha, respectivamente. Las cargas hidráulicas aplicadas al sistema durante cada experimento se indican en el cuadro 1. Las lagunas primarias operaron con una carga orgánica superficial que fluctuó entre 256 y 412 kg de DBO5/ha/día. El aforo se ajustó durante la ejecución de los experimentos para adaptarse a las condiciones climáticas y de acuerdo a los resultados que fueron obteniéndose. El efluente terciario se mantuvo inicialmente con 1 x 103 coliformes fecales por 100 ml, de acuerdo a los estándares provisionales fijados por la
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OMS (1989) para efluentes destinados a la acuicultura. Luego del primer experimento este nivel se incrementó hasta un máximo de 1 x 105. Unidad de acuicultura
En junio de 1988 se concluyó la construcción de la Unidad Experimental de Acuicultura de San Juan (gráfico 1), que ocupa una extensión de 1,44 ha de suelo arenoso y está constituida por: - doce estanques experimentales de 400 m2 cada uno; - seis estanques de servicio de 100 m2 cada uno; - dos estanques demostrativos de 2.700 y 3.200 m2; y - un laboratorio temperado para la producción de alevinos revertidos de tilapia
Cuadro N 08 Cargas hidraulicas aplicadas al sistema de lagunas de estabilizacion valores promedio por experimento.
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Fig. N 17 ubicación de la unidad de acuicultura en el complejo de la laguna de estabilización de san Juan TRATAMIENTO CON BACTERIAS Las bacterias existen en diferentes formas, en su mayoría son heterótrofas. Las bacterias son numerosas y se encuentran en cualquier ambiente, en la tierra, en el aire, en el agua, en las cosas que se tocan o en los alimentos, así como en el cuerpo de casi cualquier ser viviente, ellas pertenecen a la división “Schizomycetes”.
Schizo (significa división) se
refiere al proceso de división sencilla mediante el cual se multiplican enormemente.
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