29-PC8-C35C-_La-tecnología-anaerobia-Sevilla_

8/13/2019 29-PC8-C35C-_La-tecnologa-anaerobia-Sevilla_

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Pgina 1 de 25Philippe Conil [email protected] [email protected]

LA TECNOLOGIA ANAEROBIA U.A.S.B.EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

DOMESTICAS: 10 AOS DE DESARROLLO Y MADURACIONEN AMERICA LATINA

Philippe [email protected]

BIOTEC35 avenue des Pinsons

B-1410 Waterloo BlgicaFax: 32.2.354.00.76

E Mail : [email protected]: www.bio-tec.net

RESUMEN

Unos 500 reactores anaerobios, en mayora de tipo U.A.S.B. (Upflow AnaerobicSludge Blanket) o R.A.F.A., se han construido a partir de 1988 a escala real en todoAmrica Latina para el tratamiento directo a bajo costo de las aguas residualesdomsticas. Los detalles tecnolgicos de estos reactores y los procedimientoscontractuales se han afinado en estos ltimos 10 aos, y los sistemas UASBrepresentan hoy en da mas de 50 % de las plantas compactas de tratamiento enpoblaciones de tamao medio, entre 5.000 y 50.000 habitantes, con eficiencias deremocin del 75 al 80%, con costos de inversin del orden de 20.000 US$ por litropor segundo tratado, y costos de operacin y mantenimiento del orden de 1 a 2 US$por vivienda por mes. Las plantas UASB son a menudo complementadas por sistemasaerobios sencillos de postratamiento, como filtros percoladores o lagunas, queincrementan el costo en un 25 % pero permiten lograr una remocin global del 90%.

El autor presenta de manera resumida los datos de una decena de plantas que hanhecho historia en Amrica Latina, y a partir de su experiencia propia con ms de 10plantas, saca conclusiones tcnicas y generales sobre esta innovacin tecnolgicapropia de Amrica Latina, desde Brasil a Mjico, pasando por Colombia, que hoy enda empieza a difundirse en el mundo entero por todos los pases en va de desarrollo,empezando por la India.

PALABRAS CLAVES

Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domsticas PTAR-D; ReactoresU.A.S.B.; Lodos; Biogas; Re-uso; Ferti-Irrigacin; Forma de Contratacin; Tarifas;Desarrollo Local.


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I) INTRODUCCION

Los fundamentos de los reactores U.A.S.B. (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)fueron concebidos durante los aos 1970, por el profesor Gatze Lettinga de la

Universidad de Wageningen en Holanda. Esta sigla se refiere a los ReactoresAnaerobios de Flujo Ascendente, o RAFAen su traduccin espaola.

La tecnologa UASB fue desarrollada comercialmente durante los aos 1980 enEuropa para el tratamiento de efluentes industriales, cuyas temperaturas normalmenteson tibias, propias de las fermentaciones anaerobias, y en concentraciones de DBOsuperiores a 1.000 ppm. A mayor concentracin en DBO, mayor competitividadeconmica, versus las tecnologas tradicionales de lodos activados.Por el factor limitante de temperatura y el de concentracin en DBO, se habarecomendado siempre el uso de reactores UASB, en donde hubiera una baja relacinentre SS y DQO, as como entre grasas y DQO. Por stas razones, la tecnologaUASB no haba sido imaginada inicialmente, para ser aplicada en el tratamiento delas aguas residuales domsticas.

Sin embargo, en un Convenio en 1982 entre la Universidad de Wageningen y laUniversidad del Valle, as como con las Empresas Pblicas Municipales de Cali de lala ciudad de Cali - Colombia, se quiso probar la factibilidad del sistema UASB parael tratamiento directo de las aguas domsticas, dado que se est en una regintropical, con temperatura estable todo el ao y mayor a 20 C. As, se construy unreactor piloto(Caaveralejo) de 60 m3que se monitore durante 4 aos.Este Convenio fue el nacimiento de una verdadera revolucin tecnolgicatropical, pues despus de 10 aos iniciales de bsquedas, aciertos y errores, elSistema UASBse ha vuelto hoy en da un Sistema de Tratamientoconfiable, concostos de tratamiento considerablemente inferiores a los sistemas clsicos, y estmucho ms al alcance del presupuesto del ciudadano Latino Americano promedio.

BIOTEC (sigla de BIOTEC INTERNATIONAL S.C. de Blgica y de BIOTECCOLOMBIA S.A.) ha tenido la oportunidad histrica de vivir y participar, desde susede de Cali en Colombia, en esta aventura conceptual y tecnolgica en AmricaLatina, y afinar cada vez ms los parmetros del proceso, los detalles constructivos, ylos costos. En esta publicacin se describe la evolucin de esta tecnologa en losltimos 10 aos, a travs de algunas plantas de tratamiento a escala real, y enparticular de una decena de plantas diseadas, construidas u operadas por BIOTEC,empresa Belga de Ingeniera del Agua y de la Materia Orgnica, fundada en Blgicaen 1984 y radicada en Colombia desde 1986.


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II - OBJETIVOS

Confrontados a la dura realidad de los costos del tratamiento de las aguas residualesdomsticas, y a tarifas de tratamiento difcilmente accesibles para los ciudadanos de

Amrica Latina, donde el mismo pago de la tarifa de agua potable es de difcil cobro,numerosos profesionales han hecho prueba de creatividad en soluciones originales debajos costos y mayor valor aadido. Como parte de este esfuerzo internacional, elequipo de BIOTEC ha buscado concebir Plantas de Tratamiento de AguasResiduales (PTAR) compactas y totalmente cerradas (para control de olores), conbaja produccin de lodos digeridos y deshidratados, con costos de operacin,mantenimientoy reposicin de equipo entre 1 y 2 US $ por vivienda por mes(enproyectos mayores a 10.000 habitantes) y una contribucin significativa al desarrollolocal y en particular al bienestar de los vecinos directos de la PTAR.

III - STATUS DEL UASB PARA EL TRATAMIENTO DE LAS AGUASDOMESTICAS

La fase principal de investigacin y desarrollo, est terminada para temperaturas delagua residual superiores a 15 grados, que es el caso ms comn en Amrica Latina.

Sigue la fase de investigacin y desarrollo para la adaptacin del sistema UASB aclimas estacionales templados (Norte de Chile y Argentina, Sur de Estados Unidos,Cuenca del Mediterrneo, parte de Australia).

BIOTEC recibi en el ao 2001 un Premio (SME Award) de la Comisin Europeapara presentar un proyecto de investigacin-demostracin sobre reactores U.A.S.B.en las condiciones climticas particulares de la cuenca del Mediterrneo, coninvestigaciones sobre su eficiencia, produccin y caractersticas de los lodos, calidaddel agua para re-uso, y evaluacin de la sostenibilidad socio-ambiental y econmica.


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IV - ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO (para aguas domsticas)

1. Diagrama de flujo del sistema aerobio tradicional de lodos activados:

2. Diagrama de flujo del sistema anaerobio UASB:

S I S T E M A A E R O B I O T R A D I C I O N A L

D E L O D O S A C T I V A D O S

T A N Q U E L O D O S

A C T I V A D O S

C L A R I F I C A D O RP R I M A R I O

C L A R I F I C A D O RS E C U N D A R I O

L O D O

A G U A

C L A R I F I C A D A

A G U A

T R A T A D A

L O D O

B I O L O G I C O

E S P E S A D O R

B I O D I G E S T O R

L E C H O S D E

S E C A D O

D E S H I D R A T A C I O NM E C A N I C A

A P L I C A C I O N

L I Q U I D A S O B R E

C U L T I V O SD E S H I D R A T A C I O N

T E R M I C A

R E L L E N O C U L T I V O S I N C I N E R A C I O N

D 1 - C 1 4J u l io d e 1 9 9 9

SISTEMA ANAEROBIO

(UASB)

AGUA

TRATADA

LODOS

LECHOS DESECADO

EFICIENCIA DE REMOCION : DBO: 80% SS: 70% P: 10%

DQO: 80% N: 10%

AGUA

RESIDUAL

BIOGAS

REACTOR

UASB

D1-C14Julio de 1999


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3. Diagrama de flujo del sistema mixto UASB + Filtros Percoladores:

V - ACCIONES

Despus de una fase inicial de investigacin en la ciudad de Cali, y otrasinvestigaciones posteriores y paralelas por parte de numerosos investigadoresalrededor del mundo, pero principalmente en Holanda, Colombia, Brasil, Espaa,Italia, India y Mjico, algunas empresas han iniciado la aplicacin de la tecnologa aescala real, principalmente en Brasil, Colombia, Mjico e India.BIOTEC que tena su trayectoria propia en sistemas anaerobios en el curso de losaos 80 para efluentes agroindustriales y agropecuarios, se concentr durante los aos90 sobre la tecnologa UASB, y puso su experiencia en efluentes agroindustriales alservicio del desarrollo de la tecnologa para aguas domsticas.

En Colombia, despus de la primera fase de experimentacin con la planta piloto deCaaveralejo, se realizaron, con el apoyo de la Cooperacin Holandesa, dosproyectos de cierta magnitud, el primero por las Empresas Pblicas Municipalesde Cali EMCALI(Planta El Vivero-1988- 45 L/s) y el segundo por la AutoridadAmbiental Corporacin para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga-CDMB(Planta Ro Fro-1990- 370 L/s).

En Brasil la Escuela de Ingeniera de San Carlos, dio nacimiento a una escuelafructfera de profesionales innovadores, con numerosas aplicaciones en los Estados deSao Paulo, de Belo Horizonte y sobre todo del Paran.

SISTEMA MIXTO

(UASB + FILTROS PERCOLADORES)

AGUA

RESIDUAL

BIOGAS

REACTOR

UASB

FILTRO

PERCOLADOR

AGUA

TRATADA

CLARIFICADA

LODOS

EFICIENCIA DE REMOCION : DBO: 90% SS: 90% P: 15%

DQO: 90% N: 15%

LODOS

LECHOS DE SECADO

CLARIFICADOR


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En Mjico, el sistema UASB para aguas domsticas se desarroll en particular apartir de la Universidad Autnoma de Mxico UNAM y de la UniversidadMetropolitana.En India, el sistema se desarroll con el impulso inicial de la Cooperacin Holandesa,y un primer proyecto de 58 L/s en la ciudad de Kampur en 1989. Hoy en da es el

sistema promovido por Estado para la descontaminacin de toda la cuenca del roGanges. La cuenca del Ganges es la segunda regin de aplicacin masiva de latecnologa UASB despus del Estado de Paran en Brasil

La sencillez terica del sistema y sus bajos costos de O&M hicieron que secomenzara a difundir la tecnologa, aunque con un vicio de fondo: muchas de lasprimeras plantas fueron desafortunadamente ampliaciones materializadas deesquemas de papel, difundidos por la Universidad de Wageningen a principios de losaos ochenta, lo que llev a resultados regulares y a problemas con la comunidad.Todas las plantas iniciales (Tratamiento preliminar y Reactores UASB) a escala realconfirmaban remociones del orden de 65 % para DQO y SS y 75 % para DBO concostos muy bajos (unos 30 US $ por habitante), pero con problemas de olores y decorrosin.

VI - CUADRO-RESUMEN DE LOS RESULTADOS DE ALGUNASPLANTAS:

1. Caaveralejo, Cali, Colombia, 1983 (UASB 60 m3)2. Cetesb, Sao Paulo, Brasil, 1987 (UASB 120 m3).3. El Vivero, Cali, Colombia, 1988 (UASB 1.000 m3)4. Kampur 1, India, 1989 (UASB 1.200 m3).5. Ro Fro, Bucaramanga, Colombia, 1991 (UASB 6.600 m3)6. San Antonio, Solol, Guatemala, 1995 (UASB 325 m3)7. San Bartolo, Solol, Guatemala, 1998 (UASB 660 m3)8. Atuba, Brasil (UASB 25.000 m3).9. Piracicamirina, Brasil (UASB 8.300 m3).10.Restrepo, Colombia, 2000 (UASB 700 m3)


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Descripcin Unidades

L/s 2 5,5 45 58 370 10.5 22 950 320 23

m3/d (000) 0,18 0,48 3,9 5 31 0.9 1,9 82 27,6 2

Habitantes miles 1 2,6 20 160 7 12 400 100 9

Vol. UASB m3 60 120 1000 1200 6600 325 660 25M 8300 700

TRH Horas 4a10 4a10 6,2 6 5,2 8.5 8.5 8 8 8,5

DQO in. mg/L 275 350 560 380 700 600 330 630 400

Remoc.DQO % 66 60 63 74 55-60 79 82 50 60 78

Remoc.DBO % 78 70 77 75 70-73 80 82 65-70 78 80

Remoc.SS % 67 60 68 75 75 78 75

Caudal Diario

8 9Planta =>

1 2 3 104 5 6 7

DQO= Demanda Qumica de OxgenoDBO= Demanda Biolgica de Oxgeno

SS= Slidos SuspendidosEl nmero de habitantes est expresado en miles.

VII - BREVE DESCRIPCION DE ALGUNAS DE ESTAS PLANTAS:(Entre parntesis: ao de la puesta en operacin)

1. EL VIVERO(1988):

Despus de la fase de investigacin sobre la planta piloto de Caaveralejo (60m3), las Empresas Municipales de la Ciudad de Cali EMCALI - decidieron

construir la primera planta UASB del mundo a escala real para tratamiento directo deaguas domsticas, y escogieron un barrio urbano de la ciudad (Vipasa) conalcantarillado separado.

La planta fue diseada para un caudal de 45 L/s, que corresponde grosso modo a unapoblacin de 20.000 habitantes, e inicio su arranque en1988.

La planta incluye un laboratorio para monitoreo, pues esta planta deba dar aEMCALI los parmetros de diseo para las futuras PTAR que requera la ciudad,entre ellas una al Norte de la Ciudad para 1.500 L/s.

La PTAR El Vivero est ubicada en el casco urbano de la Ciudad de Cali, a 3 metrosde una calle importante y unos 10 metros de las primeras viviendas.

A pesar del apoyo de una compaa de ingenieros Holandeses a travs de laCooperacin Holandesa, su puesta en operacin inicial fue un fracaso, pues los


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vecinos se quejaron por el olor y lograron hacer cerrar esta primera planta UASB alos pocos meses de haber iniciado su puesta en operacin.

En 1993, previo a una serie de anlisis de un grupo de ingenieros de EMCALI y elGerente del Servicio de Acueducto y Alcantarillado, EMCALI tom la decisin de

proceder a los arreglos necesarios para la captacin y combustin del biogas, y elcontrol de olores en general.

As, se suscribi un contrato de rehabilitacin entre EMCALI y BIOTECCOLOMBIA S.A., y en junio de 1994, la planta arranc de nuevo, sin que losmismos vecinos se dieran cuenta.

La planta sigue funcionando a la fecha, aunque desde 1997 con solo uno de sus dosreactores, pues por cambios en la red de alcantarillado, el caudal de llegada ya noalcanza a los 45 L/s promedio.

Planta EL VIVERO, Cali, Colombia, 45 L/s


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2. RIO FRIO, Bucaramanga (1991)

Esta planta fue fruto de una decisin visionaria de la Corporacin Ambiental de laregin, y del apoyo de la Cooperacin Holandesa, y fue en su tiempo la planta UASBms grande del mundo para aguas residuales domsticas (160.000 habitantes). Los

reactores UASB estn combinados con unas lagunas de post-tratamiento.

En 1995 la CDMB construy una tercera unidad UASB (cada una para 80.000habitantes), para incrementar la capacidad de la planta a 540 L/s (240.000 habitantes),y est programada la ampliacin de la cuarta.

El lodo se seca sobre amplios lechos de secado y es utilizado como acondicionador desuelo.

El diseo de sta primera Mega-Planta UASB,puede considerarse como de primerageneracin. Se presenta arrastre de slidos suspendidos a la laguna y olores molestospara el vecindario, a pesar de una buena recoleccin y combustin del biogas en latea.

Planta de Ro Fro, Bucaramanga, Colombia, 370 L/s


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3. SAN ANTONIO, Guatemala (1995)

Esta planta fue de las primeras en combinar reactores UASB con filtros percoladoresy clarificador final, en lograr una eficiencia total del 90% sin consumo elctricoalguno, en tratar aguas residuales de manera anaerobia a 2.000 metros de altura

(m.s.n.m.), con una temperatura del agua de 18 grados (C), y en comercializar latotalidad de sus subproductos: biogas, abono seco y agua tratada. La produccin delodo es muy pequea pues los lodos aerobios recuperados en los decantadores sondevueltos en cabeza de planta para su digestin en los reactores UASB (bombeo de20 minutos diarios con una bomba de gasolina). Ver Actas del Quinto SeminarioLatino Americano sobre Tratamiento Anaerobio en Bucaramanga en 1996.

La planta fue concebida en el marco de un proyecto de desarrollo rural integrado co-financiado por la Comisin Europea.

Planta San Antonio, Solol, Guatemala, 10.5 L/s


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6- PTAR DE Urbanizacin CIUDAD CORINTO- El Salvador (2000)

Esta planta fue construida para una urbanizacin privada de 1.300 viviendas, en unterreno sobrante y con pendiente mayor a 45. Consta tambin de un sistema UASBcon filtro percolador y decantador final, ms lechos de secado.

El sistema UASB de BIOTEC fue escogido por la necesidad de una planta muycompacta que pudiera ubicarse sobre esta enorme pendiente, que adems es zonassmica. El diseo contratado anteriormente por la Urbanizadora no caba en el lotedisponible.

Esta planta resisti sin inconveniente los temblores de San Salvador de Febrero/2000,a pesar del miedo de todos los obreros de ir a trabajar en este planta ubicada al pi deun talud muy vertical, y asentada sobre un gran relleno, de cerca de 25 metros de

altura.

Planta Ciudad Corinto, El Salvador, 12 L/s

VIII - DISCUSION (PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION):

VIII - 1) UNAS PRIMERAS CONCLUSIONES DE ESTAS PLANTAS U.A.S.B.

Remocin versus Dilucin:Cuando la DQO es igual o inferior a 300 mg/L, laeficiencia de un reactor UASB para remocin de DQO y DBO no supera el 65%.A mayor dilucin del agua residual menor eficiencia de tratamiento, en trminosporcentuales, y menor produccin de biogas por kilo de DQO removida, pues


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parte del biogas se queda disuelto en el efluente. Pero para concentraciones deDQO superiores a 500 ppmla eficiencia de remocinpuede superar el 80 %.

La temperatura no afecta mucho al proceso, pues con aguas residuales tandiluidas (DQO de 300 a 700 ppm) la carga orgnica es baja para un reactor

anaerobio tipo UASB. En las condiciones de trabajo (temperaturas siempresuperiores a 18C) no logramos observar limitaciones debidas a la lentitud dehidrlisis.

Eficiencia versus Factores de Diseo: La eficienciade la PTAR expresada enporcentaje (%) depende de factores de diseo como son la distribucin de laalimentacin, la expansin del manto de lodo, la homogeneidad de la recoleccin,la separacin Gas / Lodo / Efluente, y la debida purga paulatina de los lodos.

Color: El efluente de un UASB bien diseado y operado es transparente: no hayarrastre de slidos suspendidos. Es sin embargo ligeramente turbio.

Remocin de SS: Casi todos los reactores previos al ao 94, y muchos todavaen Brasil hasta la fecha, tienen una baja remocin de SS (inferior a 70%), y enconsecuencia de DQO (inferior a 70 %), pues al parecer no les preocupan tantoestos parmetros, o tienen unas fallas en el diseo, o prefieren manejar losslidos en el post-tratamiento. Con un correcto diseo, y una adecuada y oportunaoperacin, mantenimiento y control, se pueden lograr remociones del 80 % enDQO, DBO y SS (para aguas residuales con una DQO mayor a 500 ppm).

La captacin y el manejo del biogas es un componente fundamental de unaplanta de tratamiento, al cual se le debe dar la importancia que merece. Fracasos

suelen ocurrir por la falta de conocimiento sobre los gases generados, su manejo ydepuracin, por parte de Ingenieros Civiles, Sanitarios, Ambientales o Qumicos,a cargo del diseo de las plantas de tratamiento.

Olores. Gran parte de los olores de una planta de tratamiento provienen deturbulencias en el canal de llegada de las aguas residuales a la planta, o en el pasode una unidad a otra con altas cadas, o de errores en el diseo del sistema demanejo del biogas. Suavizar las turbulencias debe ser parte de los criterios dediseo.

El efluente, olores y espuma: El efluente de un reactor UASB tiene un cierto

olor a gas y genera espuma y olor si tiene cada. Debe de entrar al ro o a launidad de tratamiento siguiente con la menor cabeza posible.

Postratamientos: Tanto lagunas como filtros percoladores o filtros aerobiossumergidos, son excelentes y econmicos sistemas de post-tratamiento del


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efluente del UASB. Desde el punto de vista prctico y econmico la combinacinUASB - Filtro Percolador ha hecho sus pruebas y es la ms comn (cientas deunidades).

Cuidado con el biogas: El biogas es corrosivo, y se debe escoger materiales

apropiados, o darle un tratamiento.

Relacin con la comunidad y los vecinos: Los vecinos de una planta detratamiento tienen un poder poltico capaz de paralizar el proyecto. Esto es sano yobliga el sector pblico (y los urbanizadores privados) a trabajar mejor y a tenerlos ciudadanos en cuenta. Debe de existir un proceso educativo y participativocon la comunidad.

Uso de subproductos del tratamiento:La comercializacin de los subproductosde la planta UASB (biogas, lodo, agua tratada) permite generar ingresos quecubren total o parcialmente los costos de operacin y mantenimiento, e involucrar

a los vecinos de las plantas en su debido cuidado.

Costos: Los costos de Inversin para las plantas UASB dependen mucho deltamao. Son del orden de 30.000 US$ por litro por segundo tratado, para plantasde 10 L/s, hasta menos de 15.000 US$ por litro por segundo tratado, para plantasde ms de 750 L/s. El costo del post-tratamiento es del orden del 25 a 30% delvalor de la inversin inicial, para pasar de una remocin del 80%, a una remocindel 90%.

VIII-2) DESARROLLO DE ALGUNAS CONCLUSIONES:

2.1) LAS PTAR SON LOS NODOS DEL SISTEMA DIGESTIVO DELPLANETA TIERRA

Las PTAR. son unidades de transformacin de los efluentes industriales ydomsticos, o sea unidades de transformacin de la materia orgnica, y en algunoscasos de separacin de un componente mineral.

Vistas localmente, parecen ser unidades aisladas, cuyo objetivo es de preservar algncauce de agua, por obligacin legal y la presin de la Autoridad Ambiental Regional,pero vistas de manera global representan el principio y el fundamento del sistemadigestivo del Mundo, de ste gran hormiguero de los seres humanos.

En la industria, una PTAR es una unidad de control de calidad del procesoproductivo, donde por medio del anlisis del agua residual (cantidad, calidad), sepuede diagnosticar el estado del paciente, o sea la eficiencia de la fbrica en unmomento determinado, y en particular las prdidas de materia prima y el gasto deinsumos. En Colombia por ejemplo, pudimos optimizar procesos productivos en la


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industria crnica, papelera, aceitera, de levaduras, etc. (ver publicaciones en la pginaWEB).

En las Municipalidades, el aforo y caracterizacin de las aguas residuales permiteevaluar el consumo de agua, la concepcin y el estado del sistema de alcantarillado,

las infiltraciones, las conexiones ilcitas y la validez de la poltica tarifaria.

2.2) LAS PTAR SON HERRAMIENTAS DE DESARROLLO LOCAL YREGIONAL

Ms all de ser unas herramientas tiles y pertinentes de diagnstico de nuestrasorganizaciones privadas y pblicas, las PTAR pueden tambin volverse unasherramientas insospechadas para el Desarrollo de la Economa y de la Sociedad. Sinembargo, de no ser concebidas con ste enfoque al momento de su diseo, selimitarn a ser unos sistemas ms o menos burdos para cumplir con unas normasambientales.

El impacto de las PTAR sobre el Desarrollo Econmico se produce en a dos niveles:

a) En el costo de inversin y de operacin para el tratamiento del agua hasta el nivelde remocin exigido por la Ley, y en consecuencia en la tarifa al usuario final.

b) En los aportes de las PTAR a la Economa productiva (valorizacin de lossubproductos, turismo, empleo, etc.) y al bienestar (zonas verdes, biodiversidad,orgullo de barrio o de regin, etc.)

Para cualquier nuevo proyecto de tratamiento, con cualquier tecnologa, se hacenecesario valorar estos impactos en el cuadro de anlisis para poder evaluar lasostenibilidad del proyecto en el tiempo, tanto a nivel micro (los usuarios estarn encapacidad de pagar la cuenta?) como a nivel macro (cual es la contribucin de laPTAR al desarrollo productivo de la regin y al bienestar de sus habitantes, y qu tansostenible es este desarrollo?).

Cada ciudad o poblacin debe en algn momento de su vida y crecimiento, tomardecisiones trascendentales sobre el manejo y el tratamiento de sus aguas residuales.Estas decisiones se reflejan usualmente en un Plan de Acueducto y Alcantarillado.Entre ms tiempo se demore en tomar estas decisiones, ms complicaciones ymayores costos le representar este manejo.

Ciudades nuevas, o barrios o urbanizaciones que han tenido o tienen la oportunidadde ser planificadas pueden reducir sustancialmente los costos de manejo y tratamientode las aguas residuales, comparado con Ciudades existentes que carecen deplanificacin. Fue por ejemplo el caso de Ciudad Brasilia y de sus ciudades peri-urbanas. Es el caso de la mayora de las urbanizaciones privadas.


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Costos de inversin y costos de operacin y mantenimiento:

COSTOS DE INVERSONCOSTOS DE OPERACIN

Y MANTENIMIENTO(amortizacin en 30 aos)

DESCRIPCION US c / m3 US $ / Hab US c / m3US $ / Hab-

ao

1PRIMARIO +

LODOS 2,4 40 2 a 6 1,1 a 3,3

2TANQUE DE

LODOS ACTIVADOS 1,8 30 5 a 8 2,7 a 4,4

3TOTAL

DE LODOS ACTIVADOS4,2 70 7 a 13 3,8 a 7,7

4UASB +

FILTRO PERCOLADOR 2,4 40 2 a 5 1,1 a 2,7

Estos precios son dados para ciudades con alrededor de 50.000 habitantes. Ellos seincrementan para ciudades ms pequeas y disminuyen para ciudades ms grandes

Podemos sugerir a cada Municipalidad encargar a su Director de Planeacin o deServicios Pblicos de realizar para su caso particular, para las diferentes opciones quele son propuestas, el desglose de los costos de operacin, de mantenimiento y de

reposicin de equipos, y debatir las opciones y los resultados con el ConsejoMunicipal.

Las grandes escogencias tecnolgicas no deben mantenerse en manos de un gruporeducido de expertos, contratistas o asesores, sino que stos deben ser traducidas allenguaje comn, para permitir su debate pblico.

La reduccin de los costos de inversin y de operacin es a corto plazo, un desafiopara la Ingeniera Latino-Americana y para los pases en desarrollo, pues no estamosen condiciones de aplicar las mismas recetas que en los pases del Norte, puesnuestro nivel de ingresos es inferior. Para que la descontaminacin no se quede comoun deseo piadoso, se requiere una gran dosis de creatividad e ingeniosidad.

Las industrias que tengan un menor costo de Operacin y Mantenimiento para eltratamiento de sus aguas residuales tienen obviamente una ventaja competitiva en elmercado. En cuanto a los municipios, ser interesante analizar en el futuro la reaccin


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en el anlisis del estudio de suelos o porque se debi corregir la ubicacin de laPTAR; o por la profundidad del nivel fretico; o por adiciones solicitadas en elcurso y desarrollo del proyecto).

b) Los contratos de concesin (prestacin privada del servicio) en los cuales el

Contratista se responsabiliza a la vez de la inversin y de la prestacin delservicio por 20 o 30 aos, recuperando su inversin con la tarifa al usuario final(tarifa por mes o por metro cbico tratado).

Como opcin existe tambin la contratacin independiente del servicio integral deingeniera(diseos, supervisin de las obras y montajes, mas la puesta en operacin)y de la obra civil y montajes por otra parte. En este caso es la empresa deingenieraque asume la totalidad de la responsabilidad y vigila la correcta ejecucinde las obras por l o los constructores.

Con Urbanizadores privados apareci an una nueva modalidad: La empresa deingeniera asume a la vez la ingeniera y los montajes especializados, mientras laurbanizadora se encarga ella misma de construir las obras civiles (tanques de concretoy conexiones), lo que le permite hacer trabajar su propia planta de personal, y lograruna reduccin en el costo final superior al 10%.

Con estas formas de contratacin, para las cuales los nicos parmetros delicitacin son el caudal a tratar y la remocin a obtener,la Autoridad Municipalno tiene que estudiar tecnologas ni hacer escogencias tecnolgicas que estn porfuera de su objeto social y capacidades, sino decidir sobre aspectos que interesan a losciudadanos: rea, olores, beneficio directo para la vecindad, esttica, impacto sobre eldesarrollo local, y por supuesto costos o sea tarifas. La licitacin es fcil, el procesocontractual es sencillo y rpido, y la responsabilidad recae en un solo interlocutor ocomo mximo en dos interlocutores, pero con responsabilidades muy definidas.

Es en fin de cuentas una forma de contratacin similar a la compra de un carro, deuna caldera, de una planta elctrica o de un sistema informtico: no se separa eldiseo del resto, sino que se compra un equipo que debe cumplir un objetivoespecfico y se evala segn este objetivo, lo que responsabiliza un solo interlocutor,agiliza el proceso administrativo, y permite saber de antemano cuanto cuesta elproyecto o el servicio.

Una forma de contratacin adecuada permite evitar los elefantes blancos,representadas en PTAR que no funcionan o funcionan inadecuadamente, y tiene unefecto enorme sobre las tarifas.

Es a las firmas Consultoras, que asesoran a las municipalidades en los PlanesMaestros de Acueductos y Alcantarillados, que les corresponde evaluar todas lasopciones, para guiarlas tambin en la direccin de proceder a una forma de


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contratacin con reglas de juego y responsabilidades claras, para lograr: el mejorproyecto en el menor tiempo, al menor costo, con los menores riesgos de fracaso y el

mayor impacto positivo sobre la municipalidad. Es, para Amrica Latina, unavisin nueva de la funcin de las Empresas Consultoras, pues stas tenan lacostumbre de llegar hasta diseo final de la planta de tratamiento, enredando as el

proceso contractual posterior.

2.5) EL DESARROLLO PRODUCTIVO (Control de calidad y valorizacinde los subproductos):

Ms all de los costos, la Sociedad y el dueo del proyecto en particular, deben tomardeterminaciones de orden filosfico y estratgico en la concepcin de las PTAR:

Qu hacer con el efluente y en particular con sus tres componentes principales:el agua, la materia orgnica y los nutrientes, todos siendo materias primasvaliosas?.

Emprender un proceso tan largo y delicado como la construccin de una PTAR, parafinalmente limitarse a cumplir con una norma administrativa y verter el efluente al roms cercano con 10, 20, o 30 % de la materia orgnica, que ir con la mayora de losnutrientes y de los patgenos presentes en el agua residual, deja una impresin dedesgaste: no ser mucho trabajo para un efecto limitado (reducir la carga orgnicade la quebrada)? No ser una oportunidad perdida? No se podra valorar mejor elrecurso agua, el recurso nutrientes y el recurso materia orgnica?

Para una industria, una PTARque se limita a su funcin primaria de cumplir conuna norma ambiental, genera un costo que debe ser incorporado al precio de la ventadel producto. Pero muchas industrias han podido transformar la imposicinambiental en una Oportunidad Empresarial, utilizando su PTAR como unanueva unidad de Control de Calidad de la fbrica, para reducir las prdidas demateria prima, velar por el consumo de insumos qumicos y el gasto de agua. Otroshan ido ms all, valorizando los subproductos de la PTAR (o sea los productos dedescomposicin del efluente): biogas para la fbrica, lodos para abono orgnico, yagua tratada para la ferti-irrigacin de los cultivos aledaos, o para re-uso en elproceso, y para generar ingresos de operacin con su PTAR.

Para un municipio, una PTARpuede tener funciones similares: control de calidad delservicio de acueducto y alcantarillado y fuente de productos nuevos para dinamizar eldesarrollo local: gas (fuente renovable de energa), lodo (abono orgnico) y aguatratada (para re-uso o ferti-irrigacin). Describimos a continuacin opciones devalorizacin de los subproductos:


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a) El biogas:

Este gas natural biolgico es una fuente renovable de energa, generalmente malaprovechada en las PTAR, por desconocimiento de los ingenieros a cargo del diseo,montaje, arranque y operacin de estas plantas.

El biogas se puede utilizar crudo, sin tratamiento alguno para casi todos los usos decombustin, en caldera o en estufas. Sin embargo, con la biotecnologa moderna, essencillo y econmico proceder a la remocin de H2S (hidrgeno sulfhdrico),componente txico y corrosivo que traumatiza a la mayor parte de los ingenieros yusuarios. El valor comercial del biogas depende del combustible sustituido.

Se valoriza generalmente el biogas para alumbrado de gas, red domiciliaria a barriosaledaos, venta a algn usuario importante (industria, hospital), o produccin deelectricidad con plantas elctricas de gas o dual-fuel. En todos los casos se prev detodos modos una tea o una estufa para quemar el biogas sobrante.

b) El lodo:

A la diferencia de las plantas aerobias, el lodo de los reactores anaerobios esestabilizado (fermentado), se genera en poca cantidad y es de fcil deshidratacin (6das en lechos de secado). Su comercializacin es en consecuencia ms fcil aunqueel precio de venta solo alcanza para pagar los costos directos de su deshidratacin,empaque y transporte. Es de todos modos una fuente nueva de material orgnico paralos cultivos de la regin.

Cabe resaltar que en la mayor parte de Amrica Latina la materia orgnica es factorlimitante en el rendimiento de los cultivos y su falta tiene un efecto negativo sobre suresistencia natural al parasitismo; adems su disponibilidad en el mercado es escasa:el nico abono orgnico de venta comn en todas las regiones del continente es lagallinaza. Segn el precio comercial de la gallinaza se puede evaluar la necesidad demateria orgnica para la agricultura regional.

As, por poca que sea la cantidad de lodo generada (aproximadamente 0.5 m3o 20kilos de lodo seco para 1.000 m3 de ARD), sta fuente nueva de abono orgnico,constituye un aporte valioso para la fertilizacin orgnica de varias hectreasalrededor del pueblo, y por lo tanto es generador de desarrollo.

c) El agua tratada:

El agua tratada por una PTAR, de cualquier tipo, es una materia prima valiosa:agua + materia orgnica + nutrientes y la funcin del diseador de una PTAR (yexigencia del dueo del proyecto) debera ser la de valorizarla para desarrollo


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agrcola, o para re-uso de cualquier naturaleza, en vez de verter estas aguas semi-tratadas al cauce ms cercano. Ello sera una manera efectiva de generar desarrollo.

Este sera un verdadero espritu ecolgico, que debe de inspirar a las universidades yestudiantes de la ingeniera Sanitaria y Ambiental y a todos aquellos programas que

induzcan a esa filosofa. Por lo tanto debe de revaluarse el criterio de verter el aguaresidual tratada al cuerpo receptor ms cercano.

El Trpico tiene unas ventajas especficas para el re-uso de las aguas residuales porferti-irrigacin:

Existe potencialmente una alta demanda de materia orgnica para los suelos,pues la alta temperatura y humedad del trpico favorecen su descomposicin.

Existe una alta demanda de agua para los cultivos, por el calor y por laexistencia en todas las regiones tropicales de estaciones secas marcadas.

Por lo anterior ya hay un uso generalizado de los sistemas de riego, favorecido

por el tamao de las fincas, que son raramente desmembradas.

Cuando, para las grandes ciudades, no hay cultivos aledaos, se puede casi siempreanalizar la opcin del transporte de las aguas residuales por canal hasta regionesagrcolas ubicadas a 50 o 100 Km. de distancia (antes, o de preferencia despus, delsistema de tratamiento). El caso de la Ciudad de Mjico es un buen ejemplo, peroCali en Colombia, San Pedro Sula en Honduras, o Ciudad Guatemala, por ejemplo,tienen a menor escala las mismas posibilidades.

Cuando el sistema de riego no existe, es la oportunidad de instalarlo . Su costovara de 500 a 2.000 US$ por hectrea. Un aprovechamiento ideal del agua implica la

instalacin de unas 5 hectreas de riego por cada 1.000 habitantes conectados a laplanta, o sea un costo de inversin del orden de 5 US$ por habitante conectado a loscuales hay que aadir el costo de los canales de conduccin a la zona. Es un costomuy bajo si se tiene en cuenta que tal sistema de riego sirve por un lado de post-tratamiento de las aguas residuales y por otro lado de impulsor del desarrollo agrcolaregional.

La ferti-irrigacin debe ser vista por la Ingeniera Sanitaria como un sistema depost-tratamiento de la DBO, as como de los nutrientes y de los patgenos.Esa ferti-irrigacin se asocia particularmente bien a los sistemas UASB que son pocoeficientes en la remocin de los nutrientes, pero estos nutrientes, s son requeridos porlos cultivos.

Lograr con un Distrito de Riego, a un costo de unos 5 US $ por habitante, unaremocin completa de la DBO, nutrientes y patgenos, a travs de un sistemameramente biolgico (el suelo), es sin lugar a dudas el sistema ms eficiente ymenos costoso de tratar o post-tratar una agua residual.


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Por la evolucin de esta tecnologa durante los ltimos 10 aos y por los logrosobtenidos, la tecnologa anaerobia, y UASB en particular, para el tratamiento directode las aguas residuales domsticas, ya se ha perfilado como una revolucintecnolgica tropical que hace por fin de la descontaminacin una meta alcanzable

para los pases de Amrica Latina, y que puede an difundirse en unos pocos aos aregiones de climas estacionales templados.

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