MATRIZ DE CONSISTENCIA DEL ANTEPROYECTO DE INVESTIGACION: DISEÑO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE BAJO COSTO PARA PEQUEÑAS POBLACIONES DEL ALTIPLANO Problemá!"#
Problem#$
Ob%e!&o$
poblaciones D!(!"'l# D!(!"'l#-: -: En las poblaciones
Problema general: Es Es que medida medida es posible posible tecnol&gic tecnol&gica a y econ&micamente, proponer proponer el dise'o dise'o de plantas de tratamiento de aguas residuales de b a/ a/o c os os to to p ar a peque'as poblaciones en el altipl altiplano a no que opere con eficiencia en el procesamiento de los efluentes en condiciones climáticas de temperatu temperaturas ras ba/o cero y altura sobre los 3,!! m.s.n.m.0
Objetivo general P la la nt nt ea ea r e l d is is e' e' o d e plantas plantas de tratamient tratamiento de aguas residuales que opere eficiente y sea econ&micamente viable, de adecuado a las caract caracterí erísti sticas c as de los efluentes y a las condiciones geográficas del altiplano.
del Departamento de Puno, no se tratan tratan las aguas residuales, residuales, siendo estas eliminadas en ríos o en silos, teniendo diversas consecuencias que afectan tanto a la flora como a la fauna de la zona. Hay que tener en cuenta que las condiciones c iones climática climáticas s en el altiplano, p lano, dígase dígase altura sobre sobre los 3,!! 3,!! m.s.n. m.s.n.m. m. y temperaturas negativas, dificulta el proceso se tratamiento. e#isten plantas plantas S.*om#$: S.*om#$: "o e#isten de tratamiento en el altiplano, si b ie ie n $ a y u na na q ue ue s e $ a construido, construido, %sta no funciona o na siendo la raz&n principal que el dise'o es una replica de otras planta plantas s que se sit(an sit(an en la costa. C#'$#$: Desconocimiento de la normativid normatividad ad vigente. e . )alta )alta de recursos econ&micos. *arencia de voluntad política. +ecnología +ecnología adecuada a las condiciones condiciones geográficas geográficas climáticas climáticas en el altiplano. Co*$e"'e*"!#$*ontaminac *ontaminaci&n i&n suelo y agua, a fe fe ct ct a a l a f au au na na y f lo lo ra ra . Pro/*o$! Pro/*o$!$: $: Elaborar un dise'o de planta adecuado.
Co*rol -e ,ro/*o$!$: Determinaci&n de procesos y planta
Objetivos específicos 4e e1 1D et et er er mi mi na na r l as as características precisas de los vertidos y su cantidad identificando los elementos contaminantes de las aguas Problemas específicos: residuales. Pe1- De que manera manera 4e2- Definir la alternativ alternativa a es posible la tecnol&gica adecuada para determinac determinaci&n i&n de los las condiciones climáticas elementos de la zona. contam contaminante inantes, s, sus 4e3- Determinar el dise'o c an an ti da de de s y s u de las plantas, a s, los costos costos eliminaci& eliminaci&n n a niveles e s de e/ecuci&n e/ecuci&n de obra obra y permisibles0 operaci&n operaci&n de la planta de Pe2- *&mo precisar s ar tratamiento. l as as a ltlt er er na na titi va va s 4e- Describir los procesos tecnol&gicas necesarias tecnol&gico tecnol&gicos s necesarios necesarios para para determ determina inarr los para para la reutil reutilizaci& i zaci&n n de procesos procesos de la planta aguas residuales para fines de t ra ra ta ta mi mi en en to to d e de riego eliminando riesgos acuer do a las sanitarios. condiciones climáticas y geográ geográfic ficas as en el altiplano0 Pe3- *uál es el dise'o de plantas de tratamien tratamiento to de aguas r es es id id ua ua le le s de t al al manera que su e/ecuci&n y operaci&n operaci&n sea econ&micam econ&micamente factible0 Pe- *&mo lograr el reuso reuso de las aguas residuales para fines de r ie ie go go e lili mi mi na na nd nd o riesgos sanitarios0
J'$!(!"#"!)*
M#r"o e)r!"o
Per!*e*"!#: Hoy en día, el mane/o del agua es uno de los temas fundamentales en la agenda mundial.
A*e"e-e*e$: E#isten diversos estudios,
En las poblaciones del Departamento de Puno, no se tratan las aguas residuales, siendo estas eliminadas en ríos o en silos, teniendo diversas consecuencias que afectan tanto a la flora como a la fauna de la zona Or!/!*#l!-#-: Ha $abido intentos de t ratar los efluentes dom%sticos en algunas poblaciones del Departamento sin alcanzar los resultados esperados debido a la influencia de las t emperaturas negativas y al err&neo dise'o de planta, ya que estas fueron una simple replica de plantas instaladas en la costa. Debido a las diferentes condiciones climáticas de Puno se tiene que evaluar nuevas tecnologías que puedan generar un dise'o especifico para el altiplano. O,or'*!-#-: 5eg(n estudios de la 4rganizaci&n 6undial de la 5alud 74658, $asta 199!, tanto las enfermedades relacionadas con el agua de bebida, como la disposici&n inadecuada de las aguas servidas y e#cretas, se encuentran entre las tres causas principales de muerte en el mundo. 5olo en :m%rica ;atina y el *aribe la gastroenteritis y las enfermedades diarreicas son responsables de apro#imadamente 2!!,!!! defunciones al a'o, sin incluir las ocasionadas por la fiebre tifoidea, la $epatitis y otras similares. :demás, casi la mitad de los $abitantes de los países en desarrollo sufren enfermedades provocadas, directa o indirectamente, por el consumo de agua o alimentos contaminados, o por los organismos causantes de enfermedades que se desarrollan en el agua. *on suministros suficientes de agua potable y saneamiento adecuado, la incidencia de algunas enfermedades y la muerte podrían reducirse $asta en un <=>. Rele*"!#: 5e deben reconocer sus efectos adversos en el medio. El aporte de materia orgánica 7D?48 a los cuerpos receptores de aguas residuales favorece el desarrollo de microorganismos, principalmente bacterias. Debido a la alta velocidad de consumo de o#ígeno por parte de los microorganismos, el cuerpo receptor tiene una alta t endencia a desarrollar condiciones anicas y@o anaer&bicas con el consiguiente deterioro del ecosistema presente. El ob/etivo del tratamiento es la remoci&n de la materia orgánica, nitr&geno, f&sforo y otros contaminantes contenidos en el agua residual tal que la cantidad remanente sea aceptable. Es evidente que la obtenci&n de informaci&n acerca de la manera más eficiente de tratar los efluentes 7con lo cual se podría avanzar $acia un dise'o de las plantas de tratamiento más racional8 resulte de inter%s no solamente desde el punto de vista ambiental sino econ&mico. El tratamiento de aguas residuales permitirá evitar el consumo de aguas subterráneas dada la posibilidad del reutilizaci&n de estas y al mismo tiempo se librará de contaminaci&n a dic$as aguas del sub suelo. ;a propuesta permitirá en principio, investigar las diversas variables que influirán en la eficiencia y en los factores econ&micos para luego proponer el dise'o de planta de tratamiento de efluentes con la tecnología apropiada para que opere en las condiciones geográficas descritas en el planteamiento del problema, contribuyendo el presente traba/o de investigaci&n con el inter%s científico, ambiental, social, econ&mico y legal. 5iendo los resultados esperados sumamente atractivos para la mitigaci&n de la contaminaci&n ya que se evitaría afectar a las cuencas $idrográficas y por ende a la flora y fauna de la regi&n en primera instancia y al ser $umano por consecuencia. Habrá que valorar, por e/emplo, el costo de tratamiento de enfermedades en el ser $umano debido a la contaminaci&n por las aguas servidas y el costo de p%rdidas de vidas.
traba/os de investigaci&n y publicaciones al respecto. +ales como- +ratamiento de desagIes dom%sticos en reactores anaer&bicos de manto de lodos de flu/o ascendente, Anvestigaci&n 5obre eutilizaci&n de :guas esiduales para )ines Brbanos 7ecreativos y ;impieza Fiaria8 con Fistas a Justificar una Propuesta de "ormativa, Evaluaci&n de los biodigestores en geomembrana 7pvc8 y plástico de invernadero en clima medio para el tratamiento de aguas residuales de origen porcino, y otros. B#$e$ le/#le$: ;ey "K 2L11, ;ey eneral del :mbienteM ;ey "K 2932=, ;ey del 5istema "acional de Evaluaci&n:mbientalM Decreto 5upremo "K !!32!1! 6A":6. B#$e$ B#$e$ e)r!"#$: :rranque de reactores aer&bicos, ;opez. 4ptimizaci&n de los Procesos de +ratamiento ?iol&gico de Efluentes Andustriales para la emoci&n de *arbono y "itr&geno, 6artin. *urso de bioprocesos anaerobios para el tratamiento de aguas residuales industriales, 6onroy y otros. B#$e$ B#$e$ 1"*!"#$: " #$: Es oportuno mencionar cuatro tipos de tratamiento biol&gico que pueden proporcionar menores inversiones con eficiencia e ncias compatibles con las necesidades del difícil momento. ;a alternativa de lagunas de estabilizaci&n, el tratamiento fitopedol&gico, consistente en la utilizaci&n de lagunas con /acintos seguidos de suelo filtrante, el filtro anaer&bico, que está constituido por una instalaci&n filtrante estático, el bioreactor anaer&bico de flu/o ascendente es la alternativa apropiada para el tratamiento en donde no se disponen de grandes áreas para las instalaciones. T1rm!* T1rm!*o$ o$ bá$!"o bá$!"o$: $: aguas residuales, contaminaci&n, dise'o de planta, efluentes, planta de tratamiento, reactor anaer&bico.
0ACTIBILIDAD: 0orm#"!)* A"#-1m!"#: Angeniero Andustrial Bniversidad de ;ima *ursos de +ecnología Andustrial C +ratamiento de aguas Egresado de la 6aestría en :dministraci&n con 6enci&n en esti&n y *ontrol de obiernos ;ocales y egionales B:"*F +raba/os de investigaci&n en 6unicipios eco eficientes C +ratamiento de aguas residuales Doctorando en *iencias e Angeniería *ivil :mbiental B:"*F +raba/o de investigaci&n Efluentes de la Andustria :limentaria +raba/o de Anvestigaci&n esti&n del :gua Estudio monográfico de las aguas residuales 4tros*urso Anternacional esti&n y +ratamiento de las :guas esiduales en el Per( *AP *urso de Post rado +ratamiento de Efluentes C B"5:
E2,er!e*"!# ,ro(e$!o*#l: +ratamiento de aguas para calderos +ratamiento y reutilizaci&n de aguas para torres de enfriamiento +ratamiento de efluentes en camales
A""e$o # l# !*(orm#"!)*:
)acilidad l idad de via/ar a ;ima en donde se encuentran las principales universidade d ades que realizan investigaci&n científica 5uscrito a revistas virtuales 5uscrito a Bniversidades del e#tran/ero
Re"'r$o$*e"e$#r!o$: 5e cuenta con una oficina implementada, movilidad propia, facilidades de acceso en los laboratorios de la Bniversidad :ndina "%stor *áceres Felásquez y recursos econ&micos para el traba/o de investigaci&n. +iemporequerido1! meses 7:gosto 2!118
So,ore !*$!'"!o*#l 3 (!*#*"!ero: ecursos propios, B"5:, B:"*F, Bniversidad :rturo Prat *$ile
A$e$or.# e$,e"!#l!4#-#: Dra. ?etty Paredes Gea, Doctora en uímica y catedrática de la Bniversidad "acional de 5an :gustín, :requipa Departamento de uímica Bniversidad :rturo Prat *$ile
+!,)e$!$ Hipótesis General: Es factible determinar el dise'o de plantas de tratamiento de aguas residuales para peque'as poblaciones del altiplano que sea econ&micamente viable y eficiente en el procesamiento de los efluentes en condiciones climáticas de temperaturas ba/o cero y altitud sobre los 3,!! m.s.n.m. Hipótesis Específicas: He1- Es posible la identificaci&n de los elementos contaminantes, sus cantidades y su eliminaci&n a niveles permisibles. He2- Es factible precisar la alternativa tecnol&gica para la determinaci&n de los procesos de operaci&n de la planta de tratamiento tratamiento de acuerdo acuerdo a las condiciones condiciones climáticas c as y geográficas en el altiplano. He3- 5e puede elaborar el dise'o de plantas de tratamiento de aguas residuales de tal manera que su e/ecuci&n y operaci&n sea econ&micamente factible. He- 5e pueden reutilizar las aguas residuales para fines de riego eliminando riesgos sanitarios.
V#r!#ble$
Fariable
Andependiente
I*-!"#-ore$
U*!-#-e$ -e ob$er"!)*:
1-
Co*-!"!o*e$"l!má!"#$ D im en si on es ambientales
) ac to re s :ltitud +emperaturas Humedad
Fariable Andependiente 2-
A-e"'#"!)*e"*ol)/!"# Dimensi&n- Elementos contaminantes
U*!-#-e$ -e e$'-!o
*onocimientos t%cnicos, determinaci&n de contaminantes, determinaci&n del caudal, eliminaci&n de contaminantes
egi&n altiplánica eografía y condiciones climáticas *ontaminantes y caudal Procesos tecnol&gicos en plantas de tratamiento Annovaci&n tecnol&gica Dise'o de plantas esti&n y mantenimiento de plantas de tratamiento
U*!-#-e$ -e #*ál!$!$: Detalle y e#plicaci&n de unidades de observaci&n
Dimensi&n- reuso de aguas residuales
*alidad del efluente, riesgos sanitarios
Fariable dependiente-
D!$e5o -e ,l#*# Dimensi&n- Fiabilidad econ&mica
Determinaci&n de la infraestructura, econ&micamente e/ecutable y operable
Meo-olo/.# T!,o 3 *!&el -e !*&e$!/#"!)*
T!,o: :plicada, cuantitativa, e#perimental y prospectiva
N!&el: Anvestigaci&n 6etodol&gica. 5e trata de elaborar y validar, e#perimentalmente, un nuevo dise'o eficiente de plantas de tratamiento para la regi&n altiplánica del Per(
Meo-olo/.# D!$e5o e$,e"!(!"o
Meo-olo/.# Pobl#"!)* 3 m'e$r#
Diagnostico5e muestr earan los efluentes de D et er mi na c i& n de l a los siguientes distrit osJ.D. situaci&n actual de los *$oque$uanca, 5antiago de efluentes. Pupu/a, *abanil las, Pucara y Evalu aci&n de la calidad :ntauta. del agua residual. 6uestraDise'o de nueva 5e planea muestrear al menos 3 propuesta tecnol&gicatomas en cada distrit o, a fin de Dise'o de planta piloto verificar la similitud esperada entre los efluentes de dic$os distritos. Falidaci&n e#perimental de ;uego de corroborar que los la nueva propuestaefluentes son de características 6uestra de resultados similares, se tomará un distrito a fin de continuar con los muestreos respectivos. 6 ec an is mo s p ar a el mantenimie nto y control +ipo de muestradel sistema de tratamiento Probabilística :leatoria
Meo-olo/.# M#r!4 -e 1"*!"#$ e !*$r'me*o$
T1"*!"#$ e !*$r'me*o$ -e "ole"# -e -#o$: Anstrumentos para toma de muestras así como para medir color, turbidez, pH, materia s&lida, dureza, acidez, alcalinidad, D?4, D4, bacterias, parásitos, "itr&geno, )osforo, temperatura, etc.
Anstrumentos de medici&n de caudales. Planificaci&n del muestreo Programa de muestreo Procedimientos de muestreo Procedimientos analíticos
Preparativos de campa'a de muestreo evisi&n de equipo y material de muestreo Preservaci&n de muestras
Meo-olo/.# T1"*!"#$ -e #*ál!$!$
+%cnicas estadísticas