Experiencia en Arsénico en Sistemas de Agua Potable Rural

Alejandro Garrido MárquezSubdirección de Agua Potable Rural

Dirección de Obras Hidráulicas

Ministerio de Obras Públicas

Junio 2014

Contenidos

I. Introducción

II. Sistemas de Agua Potable Rural

III. Tecnologías Tratamiento de Arsénico

IV. Experiencia Remoción de Arsénico en Agua Potable Rural

V. Estudio de Casos

VI. Comentarios Finales

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I. Introducción

• El Programa de Agua Potable Rural (Programa APR) comenzó en 1964 y esadministrado por la DOH, desde el año 2001, y el 2011 a través de laSubdirección de Agua Potable Rural (SAPR).

� Sistemas Concentrados

Sistemas con más de 150 habitantes y densidad mayor a 15 viviendas/km dered.

Cobertura 100%

Nuevos Desafíos:

� Sistemas Semi-Concentrados

Sistemas con más de 80 habitantes y densidad mayor a 8 viviendas/km dered.

� Localidades Dispersas

Soluciones progresivas de abastecimiento de agua potable para localidadesdispersas.

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I. Introducción

• Sistemas de Agua Potable Rural son operados y administrados por lapropia comunidad organizada en Comités o Cooperativas. Estos sistemasse localizan fuera del área de Concesión Sanitaria.

� Infraestructura

Se construye con fondos públicos, principalmente del Ministerio de ObrasPúblicas.

� Costos de Operación

Son pagados por los beneficiarios mediante tarifa mensual que cubre gastosoperacionales, administrativos y de mantenimiento. No considerarecuperación de inversión de infraestructura hecha por MOP

� Asesoría y Asistencia

Se entrega Asesoría y Asistencia, además de adiestramiento, a Comités yCooperativas en temas relativos a operación y administración de lossistemas, a través de Convenios con empresas sanitarias.

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Sistema de Agua Potable Rural Tipo

II. Sistemas de Agua Potable Rural

• Contaminación en Sistemas APR es por características hidrogeológicas y/oactividad antrópica. El tratamiento de los sistemas de APR se diseña paracumplir con la NCh 409 of 2005.

• Generalmente, el tratamiento se compone de desinfección y filtración(Mn, Fe y/o turbiedad) si lo amerita.

• En menor medida se encuentran sólidos disueltos y otros contaminantes.

• Para arsénico se han usado cuatro tecnologías:

� Osmosis Inversa

� Coagulación Floculación

� Intercambio iónico

� Adsorción

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II. Sistemas de Agua Potable Rural

• En la naturaleza el Arsénico seencuentra en sus dos estadosde oxidación, el estadopentavalente (As+5) ytrivalente (As+3), siendo elprimero más fácil de removery menos tóxico que elArsénico trivalente.

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III. Tecnologías para Tratamiento de Arsénico

• Consiste en la separación de un solvente (agua) de una solución

salina mediante la utilización de una membrana semipermeable

y la aplicación de presión, permitiendo el paso del agua y

rechazando el paso de moléculas distintas. Se aplica una presión

superior a la presión osmótica de modo de revertir el

movimiento del solvente, a través de la membrana

semipermeable que impida el paso de cualquier otra sustancia.

Este proceso continuo

siempre tiene tres

corrientes diferentes

de agua: agua entrante

contaminada, agua de

rechazo y agua tratada.

III. Tecnologías para Tratamiento de Arsénico

Osmosis Inversa

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Sedimentador

Coagulación-Floculación

III. Tecnologías para Tratamiento de Arsénico

Piscina Evaporación Solar

• Las resinas sintéticas de intercambio

iónico, generalmente de matriz

polimérica, eliminan contaminantes

inorgánicos cargados como el

arsénico, intercambiándolos por

iones inocuos cargados en su

superficie.

• As+3, no es removido y es

necesaria una oxidación previa

Remoción de arsénico mediante intercambio iónico

III. Tecnologías para Tratamiento de Arsénico

• Los sistemas de adsorción tratan el

agua mediante adsorbentes que atraen

a los contaminantes mediante procesos

químicos y físicos que causan que éstos

se ‘adhieran’ a sus superficies para su

eliminación posterior.

Remoción por adsorción

III. Tecnologías para Tratamiento de Arsénico

Experiencia del Programa APR en O.I.

• La primera planta de Osmosis Inversa fue instalada por APR en

1998 (San Pedro de Atacama, II Región). Con esto se logró remover

0,4 mg/l de arsénico del agua cruda proveniente de un pozo de 140

m de profundidad.

• Actualmente, a nivel nacional, están operando 22 plantas de OI de la

cuales 17 remueven cloruros y 5 arsénico.

IV. Infraestructura Remoción de Arsénico

El tratamiento de Osmosis Inversa

presenta un gran consumo

energético

Los Proyectos de Agua Potable Rural (APR), requieren para suimplementación de energía. Y en el caso del tratamiento deOsmosis Inversa este consumo es mayor. La energía requerida porO.I. es entre 5 y 8 veces que la utilizada en un sistema de APRtipo.

Experiencia del Programa APR en O.I.

IV. Infraestructura Remoción de Arsénico

Infraestructura existente

IV. Infraestructura Remoción de Arsénico

Región Localidades Contaminantes Tecnología Año ConstrucciónConcentración As

Fuente (mg/l)

Concentración As

Final (mg/l)

Arica y Parinacota

Lluta Arsénico Osmosis Inversa 2012 0,054 0,022

Arica y Parinacota

Cuya Agua Salobre y Arsénico Osmosis Inversa 2012 0,300 0,000

Arica y Parinacota

Illapata Arsénico Osmosis Inversa 2006 0,740 0,010

TarapacáSan Lorenzo de

TarapacáArsénico, SDT, Sulfatos y

ClorurosOsmosis Inversa 2005 0,410 0,003

AntofagastaSan Pedro de

AtacamaArsénico Osmosis Inversa 1999 0,290 0,0004

Antofagasta Chiu Chiu-Lasana Arsénico

Coagulación-Floculación,

Decantación y Filtración

2000 0,390 0,030

Antofagasta Toconce ArsénicoAdsorción por óxido

de cerio2004 0,390 No ha sido recibido

por Comité

Antofagasta Toconao Arsénico Intercambio Iónico 2014 0,017 Desinfección por ahora

� Lluta

0,022 mg/l. Sistema es del año 2012. Debe cumplir con la concentración límite de 0,01mg/l. El sistema presenta incrustaciones en las membranas y un manejo deficiente por partedel comité. Solución: estudiar las causas que provocan las incrustaciones y capacitación paraoperar el sistema.

� Putre (0,136 mg/l), Sobraya (0,024 mg/l), Visviri (0,048 mg/l)

El año 2010 se detectó arsénico en los tres sistemas existentes. Se están desarrollandoestudios para incorporar el tratamiento que permita cumplir con la norma.

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V. Estudio de Caso

Región de Arica y Parinacota

� Camiña

0,516 mg/l. Se realizará un estudio para el diseño de tratamiento y red de distribucióny potencial incorporación de nuevas fuentes. Éste es un sistema precario en que las redestienen más de 40 años.

� Chapiquilta

0,225 mg/l. Este año se licitará un estudio para definir una solución de tratamiento.Actualmente sólo se realiza cloración del agua que proviene de una vertiente superficial.

� Moquella

0,195 mg/l. El Sistema de Moquella fue provisto de un tratamiento de abatimiento dearsénico, a través de coagulación floculación filtración, las obras han sido intervenidas endos oportunidades, quedando operativas satisfactoriamente. Actualmente, la planta seencuentra en abandono por el comité, debido a los altos costos operacionales y a ladificultad técnica de operación. A fin de revertir la situación, se realizará este año lalicitación de un estudio que permita mejorar el actual sistema.

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V. Estudio de Casos

Región de Tarapacá

� Enquelga

0,117 mg/l. El sistema tiene una captación superficial proveniente de una vertientellamada Chaguane, dentro de un estudio realizado el año 2012, arrojó la alternativa de usarotra fuente llamada Jalzure con favorable mediciones de parámetro físico-químicos.Actualmente se están resolviendo los temas de derechos de agua de la nueva fuente paraobtener la recomendación favorable en el Ministerio de Desarrollo Social

� Laonzana

0,051 mg/l. Para el Sistema de Laonzana, está en evaluación en el Ministerio deDesarrollo Social, la ejecución que implementa una mejora al sistema, que incluye unanueva fuente que trabajará en conjunto con la actual y un sistema de tratamiento deadsorción por medio filtrante para remoción del arsénico.

� Pachica

0,06 mg/l. en la fuente, existe una captación superficial del río Tarapacá, captaciónmediante Dren. El tratamiento utilizado es la remoción de hierro y manganeso y cloración.Se hace necesaria la licitación de un estudio para buscar alternativas de fuente de mejorcalidad o tratamiento que permita cumplir la norma.

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V. Estudio de Casos

Región de Tarapacá

� Toconce

0,39 mg/l. Tiene sistema de tratamiento (filtro de óxido de cerio) que no ha sidorecibido por Comité. Se espera sea recibido este año debido a cambio de presidente delcomité.

� Toconao

0,017 mg/l. Sistema de tratamiento (resinas de intercambio iónico) aún no operativo,se pondrá en funcionamiento a corto plazo.

� Cachiyuyo

0,012 mg/l. Construido en 1983. Se realizará mejoramiento antes de 2015. (Plazo paracumplir con 0,01 mg/l es año 2017. Actualmente debe cumplir 0,03 mg/l).

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V. Estudio de Casos

Región de Antofagasta

Región de Atacama

� Las Cañas II

0,011 mg/l. Se midió en una ocasión valor sobre la norma en el sondaje, sin embargo,en la red los valores dieron bajo el límite. Al medir nuevamente, los valores dados cumplían.No obstante, la comunidad no quiere consumir agua, por lo que se están realizando estudiospara cambio de fuente.

� Colo-Colo

0,02 mg/l. Construido en 1999. Se realizará mejoramiento antes de 2015 (Plazo paracumplir con 0,01 mg/l es año 2017. Actualmente debe cumplir 0,03 mg/l).

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V. Estudio de Casos

Región de Coquimbo

Región Metropolitana

� La Troya Sur

0,011 mg/l. Construido el año 2001. Se realizará mejoramiento antes de 2017 (Plazopara cumplir con 0,01 mg/l es año 2017. Actualmente debe cumplir 0,03 mg/l).

� LihueImo

0,0114 mg/l. Construido el año 1999. Se realizará mejoramiento antes de 2017 (Plazopara cumplir con 0,01 mg/l es año 2017. Actualmente debe cumplir 0,03 mg/l).

� Palmilla Bajo

Luego del terremoto 27F, se midieron valores sobre la norma (0,03 mg/l). Se solucionócon planta de Osmosis Inversa móvil hasta el año 2012. Se habilitó nueva fuente libre dearsénico. El nuevo sondaje está sellado a una profundidad de 25 m ya que bajo ese nivelexiste presencia de arsénico sobre la norma.

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V. Estudio de Casos

Región de O’Higgins

Región del Maule

• Se requiere amplia capacitación para operadores dado que son

tecnologías sofisticadas.

• Se requiere de una alta inversión en comparación a sistemas de

agua potable rural comunes.

• Se requiere constante asesoría y asistencia a estos sistemas.

• Por alto costo de operación, lo que se refleja en una alta tarifa, es

necesario fortalecer subsidios al consumo de agua potable para

usuarios de estos sistemas.

• Se requieren programas de fortalecimiento comunitario para que

la población dé valor al beneficio, que es contar con agua libre de

arsénico.

VI. Comentarios Finales

Gracias.

En todo caso, a contar de la fecha de vigencia del presente decreto, las

concentraciones por sobre la norma que se autoricen:

que sean superiores a 0,03 mg/l tendrán un plazo de vigencia que no podrá

exceder de 5 años. Cumplido este plazo el agua suministrada deberá

registrar una concentración igual o inferior a 0.03mg/l, debiendo en todo

caso cumplir con el límite de 0,01 mg/l señalado en este decreto en el

plazo máximo de 10 años.

que sean superiores a 0.01 mg/l e inferiores o iguales a 0.03mg/l, tendrán

un plazo de vigencia que no podrá exceder de 10 años. Cumplido este

plazo el agua suministrada deberá registrar el límite máximo señalado en

este decreto, esto es 0.01mg/l.

DS. 131/07 MINSAL

Artículo Transitorio

Tesis y memorias de Título:

• Estudio de la demanda de Agua Potable Rural y de la Factibilidad técnico económica de sistemas alternativos de abastecimiento en la localidad de San Pedro de Atacama (año 2001 Espinoza y Opazo).

• Análisis y Evaluación del Proceso de Producción de Agua Potable para las localidades rurales de Lasana y Chiu Chiu Calama II Región (año 2004 Almarza)