DISEÑO DE UN ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA ...
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DISEÑO DE UN ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA CONSTRUCCIÓN DE HUMEDALES ARTIFICIALES COMO MÉTODO DE REMOCIÓN DE CONTAMINANTES EN LAS FUENTES HÍDRICAS DEL MUNICIPIO DE SOACHA, PRODUCTO DE LA EXPLOTACIÓN MINERA ING. HERNÁN DARIO SOTO VARÓN ING. CRISTIAN CAMILO TOBARIA LEÓN UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA BOGOTÁ D.C. 2020
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DISEÑO DE UN ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
HUMEDALES ARTIFICIALES COMO MÉTODO DE REMOCIÓN DE
CONTAMINANTES EN LAS FUENTES HÍDRICAS DEL MUNICIPIO DE SOACHA,
PRODUCTO DE LA EXPLOTACIÓN MINERA
ING. HERNÁN DARIO SOTO VARÓN
ING. CRISTIAN CAMILO TOBARIA LEÓN
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C.
2020
DISEÑO DE UN ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
HUMEDALES ARTIFICIALES COMO MÉTODO DE REMOCIÓN DE
CONTAMINANTES EN LAS FUENTES HÍDRICAS DEL MUNICIPIO DE SOACHA,
PRODUCTO DE LA EXPLOTACIÓN MINERA
ING. HERNÁN DARIO SOTO VARÓN
ING. CRISTIAN CAMILO TOBARIA LEÓN
Proyecto de grado para optar al título de Especialista en gestión de proyectos de ingeniería
MSc, Iván Diego López Aguilar
Director de proyecto, Universidad Distrital Francisco José de Caldas
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C.
2020
Nota de aceptación:
____________________________________
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____________________________________
MSc., Iván Diego López Aguilar
Director
____________________________________
MSc., Karina Manrique López
Jurado
Bogotá D.C. Junio de 2020
DEDICATORIAS
Dedico este triunfo a Dios por ser mi directriz principal, el mejor profesor y quien me
tendió la mano
Cuando desmaye. A mi madre, por ser el pilar más
importante y demostrarme día a día su cariño y apoyo incondicional,
a mi padre por todos los sacrificios que realizo para darme esta formación,
por sus valiosos consejos los cuales me han formado como hombre y como profesional
siendo el norte en mi vida. A mis hermanos Adry y Andrés quienes me han escuchado
y con los que he compartido momentos inolvidables. A mi enamorada Angee Liliana que
con su bondad y cariño me dio fuerzas para luchar contra cualquier tipo de obstáculo,
además me dio la inspiración más grande mi hijo Mathias que me impulsa a ser cada día
mejor para él. A mi tío Ariel quien en vida me animo con sus palabras y sus risas para que
no desmayara,
ahora sé que desde el cielo lo sigue haciendo. A mis amigos importantes en mi vida que
siempre estuvieron dispuestas a ayudarme cuando lo necesite. Ahora les devolveré todo lo
que hicieron por mí.
Ing. Hernán Darío Soto Varón
Dedico este nuevo logro en mi vida a Dios, por darme la capacidad,
la sabiduría y el tiempo para alcanzar mis metas, a mi madre,
que día a día se esfuerza y me motiva con el objetivo de ser el mejor
profesional, a toda mi familia por su apoyo y su confianza en cada una de mis
decisiones, a la Familia Duran Camargo, que siempre me han ayudado,
me han dado su cariño y apoyo de manera incondicional, a mi ahijada Isabella,
ahora no podrás leer esto, pero siempre serás importante para mí,
a Hernán Soto Varón por su confianza y por su amistad.
Ing. Cristian Camilo Tobaría León
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar agradecemos a Dios, por colocar las personas indicadas en el momento
indicado de nuestras vidas, por guiarnos en todo este proceso. En segundo lugar a nuestra
familia, que independientemente la situación que debamos enfrentar nos ha apoyado de
manera incondicional, a nuestros amigos, compañeros y colegas que durante toda nuestra
formación aportaron su granito de arena para culminar satisfactoriamente el desarrollo de
nuestro proyecto de grado. De igual manera a la planta docente que junto con sus
conocimientos, enseñanzas y experiencia nos han formado y nos han motivado siempre a
ser mejores profesionales y mejores especialistas.
Agradecemos a nuestro director de proyecto, MSc., Iván Diego López Aguilar, que nos
acompañó durante todo este proceso académico, por su gran colaboración tanto personal
como profesional en cada detalle, la cual nos ha aportado de una manera muy importante en
nuestro proceso como futuros especialistas. De igual manera a nuestra jurado, MSc., Karina
Manrique López, que con su criterio académico y profesional nos ha ayudado a crear una
mejor versión de este proyecto.
CONTENIDO
pág.
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1
1. IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................ 3
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................................................................ 3
1.1.1 Descripción ........................................................................................................................ 3
1.1.2 Problemática ..................................................................................................................... 3
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................................ 4
1.2.1 Objetivo general ................................................................................................................ 4
1.2.2 Objetivos específicos ......................................................................................................... 4
1.3 MARCO DE REFERENCIA ........................................................................................................... 4
1.3.1 Marco histórico ................................................................................................................. 4
1.3.2 Marco teórico .................................................................................................................. 15
1.4 MARCO LÓGICO...................................................................................................................... 27
1.4.1 Análisis de involucrados .................................................................................................. 28
1.4.2 Análisis de problemas...................................................................................................... 30
1.4.3 Análisis de objetivos ........................................................................................................ 33
1.4.4 Selección de la estrategia óptima .................................................................................... 35
1.4.5 Elaboración de la estructura analítica del proyecto ........................................................ 36
1.4.6 Resumen narrativo de objetivos y actividades ................................................................ 38
1.5 DEFINICIÓN DEL PROYECTO ................................................................................................... 39
1.5.1 Formulación .................................................................................................................... 39
1.5.2 Hipótesis .......................................................................................................................... 39
1.5.3 Beneficiaros del proyecto ................................................................................................ 39
2. FORMULACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................ 40
2.1 ESTUDIO DE MERCADO .......................................................................................................... 40
2.1.1 Antecedentes .................................................................................................................. 40
2.1.2 Estructura del mercado ................................................................................................... 42
2.1.3 El producto ...................................................................................................................... 42
2.1.4 El cliente .......................................................................................................................... 44
2.1.5 La demanda ..................................................................................................................... 45
2.1.6 La oferta .......................................................................................................................... 46
2.1.7 El precio ........................................................................................................................... 49
2.1.8 La distribución ................................................................................................................. 51
2.1.9 Estrategias de mercado ................................................................................................... 52
2.1.10 Pronóstico del mercado ................................................................................................ 52
2.1.11 Análisis de alternativas .................................................................................................. 53
2.1.12 Ciclo de vida del producto ............................................................................................. 55
2.2 ESTUDIO TÉCNICO .................................................................................................................. 55
2.2.1 Localización del proyecto ................................................................................................ 55
2.2.2 Definición del producto ................................................................................................... 56
2.2.3 Definición del proceso ..................................................................................................... 62
2.2.4 Ficha técnica del Humedal Artificial ................................................................................ 71
2.2.5 Evaluación del impacto ambiental .................................................................................. 72
2.2.6 Diseño de planta ............................................................................................................. 77
2.2.7 Función despliegue de calidad ........................................................................................ 79
2.3 LA ORGANIZACIÓN ................................................................................................................. 80
2.3.1 Estructura legal ............................................................................................................... 80
2.3.2 Estructura administrativa ................................................................................................ 81
3. EVALUACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................... 87
3.1 MARCO FINANCIERO .............................................................................................................. 87
3.1.1 Inversiones del proyecto ................................................................................................. 87
3.1.2 Presupuesto de ingresos y egresos ................................................................................. 88
3.2 EVALUACIÓN FINANCIERA ...................................................................................................... 90
3.2.1 Flujo de caja .................................................................................................................... 90
3.2.2 Valor Presente Neto (VPN) .............................................................................................. 90
3.2.3 Tasa Interna de Retorno (TIR).......................................................................................... 90
CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 93
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 94
ANEXO .................................................................................................................................... 97
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 Alteraciones en el medio ambiente producidas por la explotación de recursos minerales 8
Tabla 2 Enfermedades producidas por el contacto con aguas con carga de metales 9
Tabla 3 Distribución de los diferentes rangos de pendiente, extensión territorial y porcentual para la
subcuenca Rio Soacha. 10
Tabla 4 Puntos con información de calidad de Agua Rio Soacha 12
Tabla 5 Principales mecanismos de remoción para algunos constituyentes de las aguas residuales. 21
Tabla 6 Aguas del proceso de trituración, efectuado por IASCOL 2013 entrada al sistema 22
Tabla 7 Aguas del proceso de trituración, efectuado por IASCOL 2014 entrada al sistema 23
Tabla 8. Caracterización de involucrados 29
Tabla 9 Establecimiento de estrategias 30
Tabla 10 Resumen narrativo de objetivos y actividades 38
Tabla 11 Fuentes para el diagrama de radar 47
Tabla 12 Precios finales construcción Humedal artificial empresa HIDROSFERA 49
Tabla 13 Precios finales construcción humedal artificial 50
Tabla 14 Canales de distribución 51
Tabla 15 Estrategias de mercado 52
Tabla 16 Operaciones previas 56
Tabla 17 Excavación 57
Tabla 18 Colocación superficie de impermeable 57
Tabla 19 Entrada y salida del sistema 58
Tabla 20 Instalación de los muestreadores 59
Tabla 21 Relleno y acondicionamiento 60
Tabla 22 Característica del medio granular 60
Tabla 23 Tabla de parámetro de diseño 63
Tabla 24 Tabla de parámetros escogidos para el diseño del humedal 64
Tabla 25 Valores estimados de porosidad 68
Tabla 26 Tabla del registro fotográfico del ensayo de granulometría 69
Tabla 27 Criterios para saber si es bien gradada o mal gradada la grava 71
Tabla 28 Ficha técnica 72
Tabla 29 Cuadro de identificación de Impactos Ambientales 73
Tabla 30 Evaluación ambiental – metodología EPM 74
Tabla 31 Evaluación ambiental – metodología EPM parte 2 74
Tabla 32 Rangos de evaluación 76
Tabla 33 Diagrama Matriz Intensidad de Flujo 79
Tabla 34 Parámetros de referencia decreto 1594 de 1984. 81
Tabla 35 Funciones junta directiva 83
Tabla 36 Funciones gerencia general 84
Tabla 37 Funciones asesoría legal 84
Tabla 38 Funciones auditoría externa 85
Tabla 39 Funciones proyectos 85
Tabla 40 Funciones dirección administrativa 85
Tabla 41 Funciones contabilidad 86
Tabla 42 Funciones almacén 86
Tabla 43 Funciones conductor 86
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1 Mapa del Municipio de Soacha 5
Figura 2 Graves problemas de contaminación ambiental en la Ciudadela Sucre de Soacha 6
Figura 3 Zonas de ocupación minera ilegal 7
Figura 4 Puntos de información de calidad de agua en el rio Soacha 11
Figura 5 Uso del suelo Soacha 13
Figura 6 Humedal de flujo subsuperficial 16
Figura 7 Árbol de problemas 32
Figura 8 Árbol de objetivos 34
Figura 9 Estructura analítica del proyecto 37
Figura 10 Minería legal en Soacha 45
Figura 11 Diagrama radar múltiple empresas constructoras humedales artificiales 46
Figura 12 Gráfica de radar empresa Hidrosfera 47
Figura 13 Datos promedio móviles simples 52
Figura 14 Análisis de alternativas 53
Figura 15 Ciclo de vida, humedal artificial 55
Figura 16 Esquema general del montaje del humedal 61
Figura 17 Procesos y servicios 77
Figura 18 Ejecución de procesos 78
Figura 19. Matriz de intensidad de flujo 78
Figura 20 Organigrama 82
Figura 21 Presupuesto para cada sistema de tratamiento 88
Figura 22 Costos indirectos 89
Figura 23 Información entrada flujo de caja 91
Figura 24 Flujo de caja, VPN y TIR 92
RESUMEN
El siguiente proyecto tiene como objetivo establecer los estudios de prefactibilidad para la
construcción e implementación de humedales artificiales como método de remoción de
contaminantes en la principal fuente hídrica del Municipio, el río Soacha. Dicha solución
tecnológica permitirá a las canteras de explotación minera reducir la carga contaminante
proveniente de dicha actividad.
A lo largo del documento se desarrollan cada una de las etapas relevantes que soportan los
diferentes estudios de prefactibilidad (tanto de mercado, técnico y financiero) para el
desarrollo de humedales artificiales en el Municipio de Soacha, en dónde se busca reducir
de la manera más óptima, sobre las fuentes hídricas, estas cargas contaminantes que son
producto de la explotación minera y que a lo largo de los años han empeorado el panorama
ambiental de la zona y de sus habitantes. Todo esto basado en cada una de las fases de la
Metodología de Marco Lógico (MML).
Se demuestra que la implementación de humedales artificiales es la alternativa más viable
técnica, operativamente, ambientalmente y económicamente para el Municipio, ya que al
comparar de manera detallada las diferentes propuestas disponibles en el mercado y en la
industria, se evidencia desde diferentes puntos la integridad de la solución diseñada.
ABSTRACT
The following project aims to establish pre-feasibility studies for the construction and
implementation of artificial wetlands as a method of removing contaminants from the
Municipality's main water source, the Soacha River. Said technological solution will reduce
mining quarries and reduce the polluting load from said activity.
Throughout the document, verify each of the relevant stages that support the different pre-
feasibility studies (both market, technical and financial) for the development of artificial
wetlands in the Municipality of Soacha, where it seeks to reduce the most optimal way, on
the water sources, these polluting loads that are the product of mining exploitation and that
over the years have begun the environmental panorama of the area and its inhabitants. All
this based on each of the phases of the Logical Framework Methodology (MML).
It is demonstrated that the implementation of artificial wetlands is the most technically,
operationally, environmentally and economically viable alternative for the Municipality,
since when specifically comparing the different proposals available in the market and in the
industry, the integrity is evidenced from different points of the designed solution.
1
INTRODUCCIÓN
En el Municipio de Soacha la problemática ambiental actual surge a raíz del escaso control
ambiental realizado a industrias mineras dentro del Departamento de Cundinamarca, en
dónde el 12,5%, son de explotación irregular y con ubicación exclusiva en Soacha, lo cual
ha ocasionado altos vertimientos de material contaminado al río Soacha, principalmente de
pasivos ambientales como materia orgánica y Sólidos Suspendidos Totales (SST). Dentro
de la explotación minera legal en Soacha, se encuentran registradas 52 títulos, pero sólo 12
cuentan con un plan de manejo ambiental, demostrando así que sólo el 23,07% se
consideraría explotación minera responsable. A lo largo de los años ha surgido una notable
preocupación ambiental y de salud pública ocasionados por dichos vertimientos, es por ello
que las diferentes entidades tanto nacionales como locales están empezando a llevar a cabo
acciones para disminuir los impactos que ocasionan estos desechos en el medio ambiente. 1
El desarrollo del siguiente proyecto se llevará a cabo a través de la Metodología de Marco
Lógico (MML), este sistema es una herramienta que permite el diseño, ejecución y
evaluación, de proyectos a partir de los grupos de interés que intervienen en el desarrollo
del mismo. Cada una de las etapas que componen esta metodología está orientada de un
amplio análisis de involucrados destacando la población objetivo entorno a la problemática
descrita anteriormente. El detalle de cada una de las etapas se encuentra descrita dentro del
marco de la Identificación del proyecto.
La población objetivo para el desarrollo de este proyecto, corresponde al segmento de la
población que habita en cercanías al río Soacha y la cual se ha visto afectada por la
contaminación de este cuerpo de agua. También las empresas de la industria minera que se
dedican a la explotación de canteras y que por su actividad están generando contaminación
físico-química en las fuentes hídricas del municipio disminuyendo las capacidades de
filtración de humedales naturales locales como Tierra Blanca, Neuta y Maipore obligando a
pensar en una nueva alternativa de remoción de contaminantes efectiva de tipo artificial.
La estructura del siguiente proyecto se encuentra diseñada en tres grandes etapas en las que
se detallan cada uno los componentes necesarios para el levantamiento de información y
desarrollo de la solución planteada. Debido a la coyuntura ambiental actual del Municipio
1 Soacha, un crítico panorama ambiental. Sobre la minería ilegal en Soacha. EL ESPECTADOR. 2014.
2
de Soacha y el crecimiento desmedido de la población que sobrepasa el millón doscientos
mil habitantes, es importante el desarrollo de proyectos sostenibles que contribuyan al
mejoramiento de las condiciones medioambientales desde distintos puntos de vista y los
diferentes actores que intervienen en dicha problemática.
Dentro de la Identificación del proyecto, se establece y se caracteriza el problema alrededor
del mismo, se plantean los fundamentos para dar solución a la problemática descrita, los
objetivos y entre otros aspectos necesarios para la justificación del desarrollo del proyecto.
De igual manera, se cuenta con un apoyo histórico, técnico y teórico, que permite conocer y
analizar el contexto, con el objetivo de respaldar la solución planteada. Así mismo todo el
despliegue de la Metodología de Marco Lógico.
A través de la Formulación del proyecto, se desarrollan el conjunto de actividades
orientadas a levantar y procesar información sobre los diferentes aspectos que tienen
relación con el proyecto. Allí se abordan todos los detalles del diseño de estudio de
mercado y estudio técnico los cuales son pilares fundamentales que demuestran la
necesidad de dicha solución y la viabilidad del desarrollo del proyecto.
En la Evaluación del proyecto, se definen los criterios financieros que soportan la
viabilidad económica del proyecto, la ejecución de la manera más óptima los recursos
financieros con los cuales se pondrá en marcha el proyecto.
Finalmente, en la última sección del documento se encuentran las conclusiones a las que se
llegaron luego de los distintos estudios y análisis de la problemática dentro del desarrollo
del proyecto.
3
1. IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 Descripción La cantera El Vínculo, se encuentra ubicada dentro del Municipio de
Soacha, en donde actualmente se llevan a cabo actividades de explotación minera que a lo
largo del tiempo han vertido desechos contaminantes producto del lavado de materiales
pétreos. Estos desechos están representados en grandes cantidades de materia orgánica,
altos contenidos de solidos suspendidos totales e incluso productos tóxicos como metales
pesados que provienen de esta actividad minera a la principal fuente hídrica del Municipio,
el río Soacha, lo que ha contribuido a agravar la problemática ambiental y de salud pública
ya existente.
1.1.2 Problemática Debido a las actividades de minería, se evidencian las siguientes
problemáticas producto de la contaminación al río Soacha:
Se producen cambios topográficos y geomorfológicos debido a la remoción de las
capas superficiales del terreno. La inestabilidad de los mismos al dejar las
formaciones rocosas al descubierto, pueden ocasionar el desencadenamiento de
fenómenos erosivos.
El aumento en los niveles de sedimentación ocasiona la desviación natural de los
causes del rio, lo cual ocasiona inundaciones en sectores poblados del municipio y
pérdida de cultivos.
Pérdida de suelo fértil debido a las inundaciones que ocasionan daños en los
cultivos. La actividad minera dentro del Municipio de Soacha durante el último año
ha generado 2.648 toneladas de material particulado, el cual es nocivo para la salud
de todos los habitantes y contribuyen al empeoramiento a largo plazo de la
problemática ambiental.2
2 Zonas en Cundinamarca donde industrias más contaminan. Sobre la contaminación por la minería en Soacha. EL ESPECTADOR. 2017.
4
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo general Establecer los estudios de prefactibilidad para la construcción e
implementación de humedales artificiales como solución para disminuir la carga de
contaminantes vertidos al río Soacha, producto de la explotación minera; caso particular
cantera El Vínculo.
1.2.2 Objetivos específicos
Evaluar a través del estudio de mercado la viabilidad integral del proyecto,
permitiendo la caracterización del producto dentro de la oferta y la demanda
disponible actualmente.
Realizar el correspondiente estudio técnico en dónde se definirá la tecnología y
estructura del producto que permita establecer aspectos y parámetros para su
construcción.
Determinar a través de la evaluación financiera, la viabilidad final del proyecto, en
dónde se observan los distintos costos de inversión y la rentabilidad económica del
mismo, en la construcción e implementación de humedales artificiales.
1.3 MARCO DE REFERENCIA
1.3.1 Análisis del sector Marco regional.
Delimitación del Municipio.3
Soacha se encuentra ubicada en el centro del país sobre la cordillera oriental, al sur de la
sabana de Bogotá. La división administrativa del municipio está determinada por seis
comunas y dos corregimientos a saber: Compartir, Soacha Central, La Despensa, Cazucá,
San Mateo y San Humberto. El municipio cuenta con más de 400 barrios.
3 Información general del municipio. Sobre SOACHA Bienestar para Todos. ALACALDIA MUNICIPAL DEL SOACHA. 2019.
5
Figura 1 Mapa del Municipio de Soacha
Fuente: Alcaldía Municipal de Soacha
Habitantes4
Soacha es el municipio más poblado del departamento de Cundinamarca y el sexto más
poblado del país, cuenta según el último censo emitido por el DANE en el 2018 con
634.600 habitantes con una densidad poblacional de 286.06 Hab/Ha urbanizada (Hab/km2)
pero la realidad es otra, según la alcaldía municipal actualmente debido a condiciones de
desplazamiento, invasiones y llegada de extranjeros el municipio contaría con más de 1
millón doscientos mil habitantes. El municipio de Soacha está unida con el distrito capital y
es la capital de la Provincia de Soacha de la que conjuntamente está conformada con Sibaté.
El gobierno pasado 2016-2019 aprobó más de 120.000 viviendas de aquí a 2020, con lo
cual el municipio podría triplicar su población en un período relativamente corto, sin que la
inversión en infraestructura de movilidad, salud, educación y zonas verdes sea
proporcional, por lo cual el municipio presenta un déficit muy importante en equipamientos
y servicios para su población.
Problemática ambiental
La situación ambiental en el municipio de Soacha se remonta muchos años atrás con dos
actores principales: las compañías mineras y las empresas constructoras. El impacto que ha
traído el crecimiento en infraestructura local principalmente por proyectos de orden
nacional arroja resultados negativos en términos ambientales y aunque la explotación de los
4 Información general del municipio. Sobre SOACHA Bienestar para Todos. ALCALDIA MUNICIPAL DEL SOACHA. 2019.
6
recursos llevada a cabo por estas empresas representa una fuente de trabajo, este solo
representa un pequeño porcentaje y un alto riesgo para la sostenibilidad ambiental.
Lo que agudiza aún más la problemática es la explotación de los terrenos sin contar con
planes de manejo ambiental y el tratamiento y disposición final de vertimientos de cantera
producto de la demanda de arenas finas, recebos y triturados objetos de los proyectos
constructivos, impactando finalmente las reservas hídricas del municipio como el Humedal
Tierra Blanca, Humedal Maipore, el Rio Soacha y el Canal Tibanica.
Figura 2 Graves problemas de contaminación ambiental en la Ciudadela Sucre de Soacha
Fuente: Soacha ilustrada. Aguas contaminadas del canal Tibanica.
Producto de lo anterior, uno de las reservas hídricas más afectadas con el Rio Soacha, es el
humedal Tierra Blanca localizado en la comuna 1 del municipio cerca de los barrios
Ducales y Compartir. Su historia de contaminación inicia hacia 1950 cuando llegan los
primeros fenómenos que afectarían el humedal seria la urbanización. Luego hacia los años
80 una de las mayores afectaciones a este cuerpo de agua fue las aguas vertidas de la
curtiembre Mendal Hermanos. Años más tarde el sector industrial del municipio
relacionado con materiales producto de canteras fue Alfagres S.A. que inicia con un
crecimiento importante en el sector de la construcción, pero a su vez impacta la calidad de
las aguas del humedal con el vertimiento descontrolado de sus aguas industriales. La
disminución en la capacidad de filtración de los humedales naturales obliga a pensar y
desarrollar nuevas alternativas para disminuir la carga contaminante presente en las fuentes
hídricas del municipio observando como un método efectivo de remoción de contaminantes
los humedales artificiales.
7
Cucunubá y Soacha son precisamente, los municipios que lideran la lista de los territorios
con mayor informalidad en actividad minera, con 139 explotaciones ilegales, que
representan el 20 por ciento de estos registros en Cundinamarca, según un informe
consolidado por la Contraloría departamental. Le siguen Soacha, con 84 zonas;
Lenguazaque (60); Nemocón (54) y Sibaté (52), y el listado se extiende a 64 poblaciones
más.
Figura 3 Zonas de ocupación minera ilegal
Fuente: El tiempo editor.
Consecuencias de la problemática5
Las causas de los problemas hídricos ocasionados en el municipio de Soacha por la falta de
un modelo de tratamiento de aguas de cantera son variados; sus manifestaciones y
comportamiento varían de un lugar a otro dependiendo de sus características, se resaltan las
siguientes problemáticas de mayor impacto ambiental:
Afectación y desaparición de vegetación, fauna, suelo, degradación del paisaje.
Perdida de suelo fértil.
Desestabilización de laderas por sobrecargas y alteraciones en el nivel freático.
Variaciones en el flujo hídrico del suelo por alteraciones en los niveles freáticos.
5 Factores y causas de los movimientos en masa. Sobre Erosión y movimientos en masa. Universidad Nacional de Colombia. 2017.
8
Aumento en los niveles de sedimentación por presencia de solidos suspendidos
totales SST provocando inundaciones.
Contaminación por metales pesados y metaloides (As)
Variaciones del PH por el drenaje acido de la mina.
Cambios micro climáticos y de las funciones eco-sistémicas.
Degradación de grandes áreas que necesitan miles de años para restaurarse.
Alteraciones en recursos hídricos
Tabla 1 Alteraciones en el medio ambiente producidas por la explotación de recursos
minerales
AMBITO DE
ALTERACION
IMPACTOS
ESPECIFICOS
DURACION DEL
IMPACTO
Aguas Superficiales Alteraciones en la
composición físico-química
Temporal
Aguas Subterráneas contaminación físico-
química
Alteraciones del nivel
freático
Permanente
Fuente: López Gimeno, C. y Sanz, J. L. Investigación y gestión de los recursos del subsuelo
Al deshacerse de los vertimientos de manera incontrolada, sin tener en cuenta los cuidados
mínimos con el medio ambiente ni con las poblaciones, producen grandes riesgos de
acuerdo al grado y al tiempo de exposición al toxico que en la mayoría de los casos convive
diariamente con los habitantes de las comunas aledañas a las zonas de explotación.
Algunos de los metales presentes en aguas de cantera tienen contacto directo con las
personas de sectores aledaños. Este tipo de metales están clasificados en dos: esenciales y
tóxicos. A pesar de llamarse esenciales producen deficiencias en la salud humana que
puede llegar a la muerte.
9
Tabla 2 Enfermedades producidas por el contacto con aguas con carga de metales
Fuente: Pablo Higueras. Minería y Toxicología
Teniendo esto presente, lo que se proyecta es disminuir la carga contaminante a las fuentes
hídricas creando un modelo de humedal artificial que permita la implementación de
sistemas de tratamiento amigables con el medio ambiente mostrando sus beneficios y la
facilidad del montaje despertando conciencia en las empresas mineras y comerciales de
agregados, personas que manejan y producen este tipo de desechos y a la comunidad en
general.
Calidad del agua del rio Soacha6
Llegando al sector urbano, el rio Soacha se ve fuertemente diezmado por el
aprovechamiento de sus aguas en actividades agrícolas a su vez también se ve fuertemente
contaminado en la calidad por las descargas de aguas industriales producto del desarrollo
minero. Las actividades se concentran principalmente en la parte alta y media de la
subcuenca siendo el principal contaminante las canteras y las ladrilleras que van en
crecimiento constante producto del asentamiento de constructoras y grandes proyectos de
orden nacional, factores que afectan directamente su apariencia y calidad físico-química y
evidencian un alto deterioro ambiental. La siguiente tabla presenta la distribución a lo largo
del terreno que lo conforma y los rangos de pendiente.
6 Información hidrológica. Sobre Subcuenca del río Soacha. Planeación Ecológica y Ecoforst Ltda. 2017.
10
Tabla 3 Distribución de los diferentes rangos de pendiente, extensión territorial y
porcentual para la subcuenca Rio Soacha.
Grado Relieve Símbolo Área (ha) Porcentaje
0 – 3% Plano, plano cóncavo y ligeramente
plano
a 317.92 7.85
3 – 7% Ligeramente inclinado, ligeramente
ondulado
b 529.26 13.06
7 – 12% Ondulado, inclinado c 550.84 13.60
12 – 25% Fuertemente ondulado, fuertemente
inclinado
d 1332.95 32.90
25 – 50% Fuertemente quebrado e 1045.02 25.79
50 – 75% Escarpado f 266.41 6.58
> 75% Muy escarpado g 9.22 0.23
Fuente: Consorcio Ecoforest Ltda.- Planeación Ecológica Ltda. (2016).
La ronda del rio Soacha presenta gravísimos problemas de contaminación, así como sus
acuíferos, el agua no es apta para el consumo por su alto contenido de hierro por lo que es
necesario un tratamiento previo. Según un estudio realizado Camargo (2005) Las
concentraciones de algunos parámetros físicos químicos del agua subterránea fluctúan entre
los siguientes valores:
Conductividad: En el acuífero cuaternario, los rangos de conductividad promedio
se encuentran entre 16 y 2358 uS/cm, siendo el promedio de 446.4 uS/cm. En el
acuífero terciario, el valor promedio de conductividad es de 274 uS/cm.
Solidos Totales: La concentración de solidos totales en el agua del acuífero
cuaternario esta entre 8.4 a 1451 mg/l el valor promedio es de 2.74 mg/l. Las
concentraciones de solidos totales en el acuífero terciario el 62.5% de las muestras
presentan concentraciones de solidos totales menores a 100mg/l, el promedio es de
130.8 mg/l.
pH: Los valores de pH fluctúan entre 6 y 7 unidades. Valores menores a 5 y 6
unidades, se localizan al norte de la subcuenca de Balsillas y en dos 2 puntos en la
subcuenca del Sisga, estos valores promedio se sitúan en el acuífero cuaternario de
6.8 y en el acuífero terciario el rango del pH se encuentra entre 5.9 y 6.9 unidades,
el promedio es de 6.4 unidades.
Hierro: En el acuífero cuaternario, la concentración de hierro total esta entre 0.5 y
10 mg/l con promedio de 3.84 mg/l. En el acuífero terciario no hay concentraciones
11
mayores a 5 mg/l, un porcentaje mayor al 50% presenta concentraciones menores a
0.3 mg/l, con una concentración promedio de 0.98 mg/l.
Según estos datos y Camargo (2005) el rio Soacha existe una contaminación producida por
coliformes totales en los acuíferos aluviales y abanicos aluviales y plaguicidas del tipo a-
BHC, Aldrin, d-BHC, Dieldrin, Endosulfan I y Heptaclor productos derivados de procesos
industriales y agrónomos.
A continuación se muestran los puntos de información de calidad de agua en el rio Soacha.
Figura 4 Puntos de información de calidad de agua en el rio Soacha
Fuente: Puntos de monitoreo calidad de agua Soacha
12
Tabla 4 Puntos con información de calidad de Agua Rio Soacha
Punto Fuente Localización
1 Río Soacha Antes del casco urbano
2 Río Soacha Antes de descarga al río Bogotá
3 Río Bogotá Antes de descarga del río Soacha
4 Río Bogotá Después de la descarga del río Soacha
Fuente: Puntos de monitoreo calidad de agua Soacha
Estos puntos de información son sectores donde se recopila información para
posteriormente analizar distintos parámetros que nos dan de manera global el cálculo de los
índices de calidad (ICA). Los índices de calidad integran en un solo valor parámetros
biológicos, físicos y químicos permitiéndonos monitorear el estado del agua de una cuenca,
lagos o cuerpos de agua. Tienen también la ventaja que permiten comparar los cambios en
la calidad en tramos específicos en un sector de un rio en este caso el de Soacha.
La disminución de la calidad del agua del rio se debe principalmente a factores biológicos e
industriales, el aumento significativo en la concentración de coliformes totales, coliformes
fecales, DBO que deriva en una disminución en el oxígeno disuelto pasando de un 7.2 mg/l
a 0 mg/l.
Por todo lo anteriormente mencionado los resultados de calidad del agua del rio Soacha
desde su nacimiento hasta el punto final de descarga al rio Bogotá en los análisis físico-
químicos y bacteriológicos indican que:
El recurso no es apto para destinarlo a uso para consumo humano ya que los
parámetros DBO,CT y E-Coli están por fuera de los parámetros admisibles.
La concentración promedio de coliformes totales supera los mínimos aceptados por
las clases I,II,IV.
La concentración promedio de materia orgánica biodegradable esta por fuera de los
límites.
La concentración de plomo, tensoactivos, nitritos, nitratos, AI, B y Fe esta por fuera
de los valores de concentración permitidos por la clase.
Es necesario diseñar un sistema de remediación de contaminantes que mitiguen el
impacto contaminante producto de canteras, ladrilleras y actividades industriales.
13
Plan de ordenamiento territorial del municipio7
El área total del municipio de Soacha cuenta con un área de 183 𝑘𝑚2 la cual se encuentra
dividida en zona urbana con una extensión de 22 𝑘𝑚2 y la zona rural con una extensión de
161 𝑘𝑚2. El municipio se encuentra clasificado en suelo rural, urbano y de expansión
urbana, relacionado con las demandas de crecimiento de la urbanización. El suelo urbano
corresponde a la franja central del territorio municipal, la Vereda Bosatama de Soacha es
una despensa de hortalizas para la ciudad de Bogotá, ya que este municipio tiene un suelo
27 con alto valor agrologico que genera productos como acelga, espinaca, cilantro, apio,
lechuga, maíz, cebada, brócoli, ajo, cebolla puerro, coliflor entre otros.
El municipio de Soacha pertenece a la cuenca alta del río Bogotá y sub cuenca del río
Soacha, tiene la mayor cantidad de habitantes de la cuenca, representa en toda la región el
26.8%, también es uno de los municipios de la Sabana con mayor cantidad de población.
Este municipio se encuentra entre los más urbanizados y cercanos a la ciudad de Bogotá,
pertenece al grupo de los tres municipios con mayor extensión territorial dedicada a uso
urbano con 19 kilómetros cuadrados.
Figura 5 Uso del suelo Soacha
Fuente: Dirección Bioambiental, Soacha
7 Plan de Ordenamiento Territorial (POT). Alcaldía Municipal del Soacha. 2016.
14
Estado del arte8
Al respecto en Soacha desde el año 2014 se han realizado mesas de trabajo entre líderes
ambientales, comunales y entidades sin ánimo de lucro con el fin de crear políticas públicas
de gestión ambiental sin éxito hasta el día de hoy limitándose a la legislación colombiana
en temas como licenciamientos ambientales, elaboración de planes de manejo ambiental y
ejecución de los mismos. Por ello, la visión de responsabilidad social se ha planteado desde
el cumplimiento de las medidas de manejo ambiental que se exigen por el licenciamiento de
un bloque exploratorio, y no se articulan con otras opciones que pueden mejorar procesos
ambientales, donde participen todos los actores sociales y donde también se puedan incluir
nuevos conceptos de tratamiento de aguas industriales.
Desde la academia se han venido realizando proyectos de articulación entre el municipio de
Soacha y la universidad Uniminuto.
Existen varios proyectos propuestos en diferentes planes promulgados por instituciones
nacionales e internacionales tanto privadas como estatales, que buscan generar respuestas
para que el fenómeno de la conurbación deje de cobrar víctimas como las zonas agrícolas
aledañas a las ciudades, y por supuesto, la calidad de vida de sus habitantes, encontrándose
un creciente interés por el desarrollo de estrategias integrales que vinculen la periferia de
las ciudades con las estrategias de ordenamiento territorial, económicas y comerciales. Sin
embargo, dichos planes sólo han logrado recoger parcial y sectorialmente los intereses
particulares sin propiciar una integración real con otros planes o con el territorio. Alfonso
Iracheta, en el artículo “Cómo Modelar el Desarrollo y la Dinámica de la Ciudad
Latinoamericana”, afirma que desde sus inicios en el Continente los modelos de desarrollo
y sus dinámicas en las ciudades estaban fuertemente dirigidas por el Estado, en donde la
región estaba todavía bajo la influencia económica de la estrategia de industrialización para
la sustitución de importaciones, los procesos económicos y de planificación, aún en el
espacio urbano. Explica que con la retirada del Estado, la privatización y la desregulación
en donde permitieron a los inversores, planificadores y ciudadanos mayores “libertades”, se
intenta mantener elementos de modelos anteriores en uno nuevo, así como diferenciar con
claridad el periodo más reciente del desarrollo urbano de épocas anteriores. Esto puede ser
observado en la estructura de las ciudades, los modelos deben ser generalizaciones de la
realidad, a la estructura actual de las ciudades. Iracheta, que por su trayectoria académica y
en el servicio público ha estado permanentemente vinculado al complejo problema
metropolitano, reúne en este trabajo un conjunto de agudos razonamientos acerca de la
8 Política pública ambiental. Sobre diagnóstico ambiental. Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca. 2012-2023.
15
metrópolis como fenómeno socioespacial, de la suburbanización recurrente, del conflicto
por los usos del suelo, de la producción y consumo colectivo del espacio metropolitano y de
los problemas de gobernabilidad, coordinación institucional y sustentabilidad ambiental. Al
abordar el tema de la sustentabilidad del desarrollo, cuestiona la existencia de una política
ambiental metropolitana consistente y entrega elementos para una revisión sustantiva de la
acción institucional desde una perspectiva social, política y cultural, otorgando
orientaciones relativas al transporte público, la contaminación y la degradación de la
calidad de vida, como factores más expresivos de la crisis ambiental urbana. Así mismo, el
Plan Maestro del capítulo del Contexto Urbano y Regional se establecen las estrategias para
el sistema de movilidad y en los planteamientos se presentan las implicaciones del modelo
actual de ciudad para el sistema de movilidad y, se hace un análisis sobre las tendencias de
desconcentración a partir de la conformación de una red de ciudades y las necesidades de
movilidad y conectividad que se presentan para dicho modelo. Un instrumento de consulta
para entender los cambios del transporte como un problema ambiental se desarrolla en el
libro “Historia Ambiental de Bogotá, Siglo XX: elementos históricos para la formulación
del medio ambiente urbano”, en donde, de manera histórica se presenta el desarrollo del
transporte a lo largo de la ciudad a partir de los planes viales de mediados del Siglo XX que
incluían vías de importancia regional, en el contexto de la sabana de Bogotá. El artículo de
Las Mega-Ciudades Y Las Periferias Expandidas, de Guillermo Aguilar, destaca el
crecimiento y desarrollo de las megaciudades. Se enfoca particularmente en la periferia
regional de las grandes urbes, ya que es aquí donde se producen varios de los más
importantes cambios asociados a su función nacional y a la inserción global que las
ciudades están teniendo.
1.3.2 Marco teórico.
Humedales de flujo libre subsuperficial 9
Los sistemas de humedales se describen típicamente por la posición de la superficie del
agua y/o el tipo de vegetación presente. La mayoría de los humedales naturales son
sistemas de flujo libre superficial en los cuales el agua está expuesta a la atmósfera. Estos
incluyen a los fangales (principalmente con vegetación de musgos), las zonas pantanosas
(principalmente de vegetación arbórea), y las praderas inundadas (principalmente con
vegetación herbácea y plantas macrófitas emergentes). Un humedal artificial de flujo
subsuperficial (FS, subsurface flow wetlands) está diseñado específicamente para el
tratamiento de algún tipo de agua residual, o su fase final de tratamiento, y está construido
9 Humedales de flujo subsuperficiales. Sobre tecnología de aguas residuales. Environmental Protection Agency (EPA). 2000.
16
típicamente en forma de un lecho o canal que contiene un medio apropiado como lo
muestra la Ilustración construcción típica de humedal de flujo subsuperficial.
Figura 6 Humedal de flujo subsuperficial
Fuente: alizanporelagua.org. Humedal de flujo subsuperficial
La grava es el medio más utilizado en Estados Unidos y Europa, aunque también se ha
utilizado roca triturada, grava, arena y otro tipo de materiales del suelo. El medio se planta
normalmente con los mismos tipos de vegetación emergentes presentes en las praderas
inundadas y, por diseño, el nivel del agua se mantiene por debajo de la superficie del
medio. Las principales ventajas de mantener un nivel subsuperficial del agua son la
prevención de mosquitos y olores y la eliminación del riesgo de que el público entre en
contacto con el agua residual parcialmente tratada. En contraste, la superficie del agua en
los pantanales naturales y en los humedales artificiales de flujo libre superficial (FLS, free
water surface wetlands) está expuesta a la atmósfera, lo cual conlleva los riegos de los
mosquitos y de acceso del público.
De acuerdo a lo anterior se encuentra que este tipo de humedales posee ventajas puesto que
se observa que no genera el problema de insectos mientras se controle y mantenga el flujo
de la lámina de agua, por otro lado también se evita el contacto directo del agua con las
personas que transitan en sus alrededores (US EPA, 2000); a su vez presenta desventajas
como el aumento en costos debido al uso de medios como la grava y la obstrucción
potencial del mismo dependiendo de su tamaño ya que al emplearse arenas finas las capas
de materia orgánica que se van generando dentro del medio ocupan los intersticios de las
mismas.
17
La mejora en la calidad del agua en humedales naturales ha sido observada por científicos e
ingenieros durante muchos años, y ha llevado al desarrollo de humedales artificiales para
duplicar en ecosistemas construidos los beneficios de calidad del agua y hábitat de los
humedales naturales. Se considera que las reacciones biológicas se deben a la actividad de
los microorganismos adheridos a las superficies disponibles de sustrato sumergido. En el
caso de los humedales FLS esos sustratos son las porciones sumergidas de las plantas vivas,
los detritos vegetales, y la capa béntica del suelo. En humedales FS el sustrato sumergido
disponible incluye las raíces de las plantas que crecen en el medio, y la superficie misma
del medio. Dado que el área de sustrato en un humedal FS puede sobrepasar por mucho el
sustrato disponible en humedales FLS, las tasas de reacción microbiana pueden ser mayores
que las de humedales FLS para muchos contaminantes. Como resultado, un humedal FS
puede tener una menor superficie que un humedal FLS para los mismos caudales y
objetivos de calidad del agua.
Las metas de diseño de los humedales FS artificiales son exclusivamente las funciones de
tratamiento porque las posibilidades de proporcionar hábitat de vida silvestre y recreación
pública son más limitadas que en el caso de los humedales FLS. El tamaño de estos
sistemas va desde pequeñas unidades para el tratamiento en el sitio de efluentes de tanques
sépticos hasta un sistema doméstico de tratamiento de aguas residuales en Louisiana con
una capacidad de 1.5x107 litros por día (4 millones de galones por día, mgd). Existen
aproximadamente 100 sistemas de tratamiento de aguas domésticas en los Estados Unidos,
pero la mayoría trata menos de 3.8x103 m3/día (1 mgd). La mayoría de los sistemas
municipales están precedidos por lagunas de tratamiento aireadas o facultativas. Hay cerca
de 1000 sistemas de tratamiento a pequeña escala en el punto de origen para viviendas
individuales, colegios, complejos de apartamentos, establecimientos comerciales, parques y
otras instalaciones recreacionales. El caudal de estos sistemas pequeños va de cientos de
galones por día a 151,400 litros por día (40,000 galones por día); el tipo predominante de
pre tratamiento proporcionado es el de tanques sépticos. Los costos del medio de roca o de
grava son más altos y hacen que el uso de sistemas de humedales FS de mayor envergadura
sea desfavorable con relación a los humedales FLS a pesar de que aquellos requieran una
menor extensión de terreno.
Los humedales FS normalmente incluyen una o más cuencas o canales de poca profundidad
de fondo recubierto para prevenir la percolación a la capa freática susceptible a la
contaminación. El tipo de recubrimiento depende de las condiciones locales. En algunos
casos la compactación del suelo local es adecuada, mientras que en otros se debe traer
arcilla o utilizar recubrimiento de membranas plásticas (PVC o PAD).
18
Las estructuras de entrada y descarga se emplean para asegurar la distribución adecuada y
la recolección uniforme del agua residual aplicada. El método más comúnmente utilizado
en los sistemas de menor tamaño consiste de una tubería múltiple perforada. La
profundidad del medio en estos humedales FS tiene un rango de 0.3 a 0.9 metros (1 a 3
pies), siendo el valor más común el de 0.6 metros (2 pies). El tamaño del medio en Estados
Unidos va desde la grava fina (> 0.6 cm o > 0.25 pulgadas) hasta roca grande triturada
(>15.2 cm o >6 pulgadas); La combinación de tamaños de 1.3 a 3.8 cm (0.5 a 1.5 pulgadas)
es la más comúnmente usada. Este medio de grava debe ser de piedras limpias, duras y
duraderas, con capacidad de retener su forma y la permeabilidad del lecho del humedal a
largo plazo.
La vegetación emergente más comúnmente utilizada en humedales FS incluye las
espadañas y aneas (Typha spp.), los juncos (Scirpus spp.) y los carrizos (Phragmites spp.).
En Europa los Phragmites son las plantas preferidas para esta aplicación. Esta planta tiene
varias ventajas debido a que se trata de una planta durable de rápido crecimiento que no es
una fuente alimenticia para aves o la vida silvestre. Sin embargo, en algunas partes de los
Estados Unidos el uso de Phragmites no está permitido porque esta es una planta de
crecimiento agresivo, por lo cual se tiene la preocupación de que infeste humedales
naturales. En estos casos las espadañas y los juncos pueden ser utilizados. La experiencia
ha demostrado que en áreas donde se encuentra el ratón almizclero (muskrat) o las nutrias,
estos pueden destruir completamente las espadañas, eneas y juncos plantados en un
humedal artificial, al utilizar las plantas para alimento y anidación. Muchos de los sistemas
individuales de menor tamaño usan plantas decorativas tolerantes a la humedad. La
vegetación en un humedal FS no es un factor significativo en la remoción de nutrientes y no
se requiere su poda. En climas fríos, la acumulación de detritos vegetales sobre el lecho de
grava proporciona un aislamiento térmico que es útil durante los meses de invierno. Las
raíces de las plantas sumergidas proporcionan sustrato para los procesos microbiológicos y
dado que la mayoría de las macrófitas emergentes pueden transmitir oxígeno de las hojas a
las raíces, se presentan microzonas aeróbicas en la superficie de las raíces y los rizomas. El
resto del medio sumergido de los humedales FS tiende a carecer de oxígeno. Esta falta
general de oxígeno limita la remoción biológica del amoniaco (NH3/NH4 - N) por
nitrificación en los humedales FS, pero aun así el sistema es efectivo en la remoción de
DBO, SST, metales y algunos contaminantes orgánicos prioritarios, dado que su
tratamiento puede ocurrir bajo condiciones aeróbicas y anóxicas. La remoción de nitratos
por desnitrificación biológica también puede ser muy efectiva dado que las condiciones
anóxicas requeridas están siempre presentes y se cuenta con suficientes fuentes de carbono.
La disponibilidad limitada de oxígeno en los humedales FS disminuye la capacidad de
remoción de amoniaco por nitrificación biológica. Por esta razón se requieren tiempos
largos de retención en un área extensa de humedal para producir los niveles bajos de
19
nitrógeno en el efluente con la calidad típica de afluentes de agua residual doméstica a
menos que se adopten algunas modificaciones del sistema. Estos cambios han incluido la
instalación de tuberías de aireación en el fondo del lecho del sistema para oxigenación
mecánica, el uso de un filtro percolador integrado para la nitrificación del amoníaco en el
agua residual, y lechos de humedales de flujo vertical. Estos humedales de flujo vertical
normalmente contienen grava o arena gruesa y reciben cargas intermitentes desde la
superficie. La aplicación intermitente del agua residual y el drenaje vertical en el lecho
permiten que las reacciones aeróbicas se produzcan con rapidez. El llenado y drenado
cíclico de sistemas de flujo horizontal ha sido demostrado con éxito en el sistema de
humedales FS de 130,000 galones por día de Minoa, New York. Las tasas de reacción para
remoción de DBO5 y amoníaco fueron el doble de las observadas durante el flujo normal
continuo de saturación.
Los humedales FS están mejor adaptadas para aplicaciones de tamaño pequeño y mediano
(< 227,100 l/d o < 60,000 galones/día) y en sistemas de mayor tamaño en los cuales se tiene
un potencial significativo de contacto con el público, mosquitos o generación de olores. Su
uso en sistemas de tratamiento en el punto de origen proporciona un efluente de alta calidad
para la aplicación al terreno, y en algunos estados las autoridades de permiten una
reducción significativa en el terreno requerido para disposición final del efluente. Los
humedales FS remueven en forma confiable la DBO, la DQO y los SST, y con tiempos de
retención suficientemente largos también pueden producir bajas concentraciones de
nitrógeno y fósforo. Los metales son también removidos eficazmente y se puede esperar
también una reducción de un orden de magnitud en coliformes fecales en sistemas
diseñados para producir efluentes de tratamiento secundario o avanzado.
A continuación, se enumeran algunas de las ventajas y desventajas de los humedales FS.
Ventajas:
Los humedales FS proporcionan tratamiento efectivo en forma pasiva y minimizan
la necesidad de equipos mecánicos, electricidad y monitoreo por parte de
operadores calificados.
Los humedales FS pueden ser menos costosos de construir, y usualmente también
son menos costosos para operar y mantener, que los procesos mecánicos de
tratamiento diseñados para un nivel equivalente de calidad de efluente.
La operación a nivel de tratamiento secundario es posible durante todo el año con
excepción de los climas más fríos.
La operación a nivel de tratamiento terciario avanzado es posible durante todo el
año en climas cálidos o semicálidos. La configuración de los humedales FS
proporciona una mayor protección térmica que los humedales FLS.
20
Los sistemas de humedales FS no producen biosólidos ni lodos residuales que
requerirían tratamiento subsiguiente y disposición.
Los FS son muy efectivos en la remoción de la DBO, la DQO, los SST, los metales
y algunos compuestos orgánicos refractarios de las aguas residuales domésticas. La
remoción de nitrógeno y fósforo a bajos niveles es también posible, pero se requiere
un tiempo de retención mucho mayor.
Los mosquitos y otros insectos vectores similares no son un problema con los
humedales FS mientras el sistema se opere adecuadamente y el nivel subsuperficial
de flujo se mantenga. También se elimina el riesgo de que niños y mascotas estén
expuestos al agua residual parcialmente tratada.
Desventajas:
Un humedal FS requiere un área extensa en comparación con los sistemas
mecánicos convencionales de tratamiento.
La remoción de DBO, DQO y nitrógeno en los humedales FS es un proceso
continuo renovable. El fósforo, los metales y algunos compuestos orgánicos
persistentes que son removidos permanecen en el sistema ligados al sedimento y por
ello se acumulan con el tiempo.
En climas fríos las bajas temperaturas durante el invierno reducen la tasa de
remoción de DBO, NH3 y NO3. Un aumento en el tiempo de retención puede
compensar por la disminución de las tasas, pero el incremento en el tamaño de los
humedales en climas extremadamente fríos puede no ser factible desde el punto de
vista económico o técnico.
La mayoría del agua contenida en los humedales FS es anóxica, limitando el
potencial de nitrificación del amoníaco del agua residual. El aumento del tamaño
del humedal y el tiempo de retención puede hacerse como compensación, pero
puede no ser eficiente en términos económicos. Métodos alternos de nitrificación en
combinación con los humedales FS han sido utilizados con éxito. Los humedales FS
no pueden ser diseñados para lograr una remoción completa de compuestos
orgánicos, SST, nitrógeno o bacterias coliformes. Los ciclos ecológicos en estos
humedales producen concentraciones naturales de esos compuestos en el efluente.
Los sistemas de humedales FS típicamente reducen al menos un orden de magnitud
el contenido de coliformes fecales. Esto no es siempre suficiente para cumplir con
los límites de descarga en todas las localidades, por lo cual podría requerirse
desinfección subsiguiente. La desinfección con luz ultravioleta ha sido utilizada con
éxito en varias aplicaciones.
Si bien los humedales FS pueden ser de menor superficie que los humedales FLS
para la remoción de la mayoría de los constituyentes del agua residual, el costo
mayor del medio de grava en los humedales FS puede dar como resultado costos de
21
construcción más altos para sistemas con una capacidad mayor a 227,000 litros por
día (60,000 galones por día).
Remoción de contaminantes en humedales artificiales10
En los humedales artificiales se puede esperar una remoción alta de DBO y SST, junto con
una remoción significativa de nitrógeno, metales, compuestos orgánicos traza y organismos
patógenos (Crites y Tchobanoglous, 2000).
La tabla 5 muestra un resumen de los constituyentes del agua residual y sus mecanismos de
remoción mediante los diferentes sistemas de humedales artificiales:
Tabla 5 Principales mecanismos de remoción para algunos constituyentes de las aguas
residuales.
Constituyente Humedal artificial de flujo
libre
Humedal artificial de flujo
subsuperficial
Compuestos orgánicos
biodegradables
Bioconversión por bacterias
aerobias, facultativas y
anaerobias de DBO soluble,
filtración y sedimentación de
la DBO particulada.
Bioconversión por bacterias
aerobias, anaerobias y
facultativas en las plantas y
detritos de la superficie.
Sólidos suspendidos totales Sedimentación, filtración Sedimentación, filtración.
Fósforo Sedimentación, asimilación
vegetal
Filtración, sedimentación,
asimilación vegetal
Nitrógeno Nitrificación/desnitrificación,
asimilación vegetal,
volatilización.
Nitrificación/desnitrificación,
asimilación vegetal,
volatilización.
Metales pesados Adsorción de las plantas y
detritos de la superficie,
sedimentación.
Adsorción de las plantas y
detritos de la superficie,
sedimentación.
Componentes orgánicos
traza
Volatilización adsorción
biodegradación.
Adsorción biodegradación.
Fuente: Crites y Tchobanoglous. Tratamiento de aguas residuales urbanas
Características de las aguas residuales
Las aguas residuales de carácter industrial que se generan en el proceso de trituración del
material, está caracterizada por la siguiente composición física, química y biológica.
10 Remoción de contaminantes en humedales artificiales. Sobre el Tratamiento de aguas residuales por un sistema piloto de humedales artificiales: evaluación de la remoción de la carga orgánica. Revista internacional de contaminación ambiental. 2009.
22
Parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua proveniente de la operación de
la planta de trituración
En la tabla 4 se presentan los resultados de los análisis efectuados a las aguas residuales
industriales de la planta de trituración, realizados por el laboratorio SGS IASCOL
(muestreo puntual), efectuados en los años 2013 y 2014 respectivamente.
Es importante aclarar que las aguas que provienen del proceso de trituración, adquieren las
características naturales del material rocoso por entrar en contacto con este al ser triturado,
y por ende es enviada el agua a un sistema de tratamiento con el fin de reducir la carga
contaminante
Tabla 6 Aguas del proceso de trituración, efectuado por IASCOL 2013 entrada al sistema
PARÁMETRO PLANTA DE TRITURACIÓN
UNIDADE
S
Mayo Agosto Noviembre
pH un 9.4 10.9 9.22
TEMPERATURA °C 20.4 20.3 -
DBO mg O2/l <5 2 2
SOLIDOS
DISUELTOS
mg/l 92 136 140
GRASAS Y
ACEITES
mg/l 3 4 45
SOLIDOS
SUSPENDIDOS
TOTALES
mg/l 238 55464 29801
DUREZA TOTAL mg CaCO3
/l
41 64 99
FENOLES mg
fenoles/l
<0.05 <0.05 <0.05
SÓLIDOS
SEDIMENTABLES
ml/l <0.1 100 950
SOLIDOS
TOTALES
mg/l 330 55600 23457
COLIFORMES
FECALES
NMP/100
ml
19x101 540x1010 1.8
Fuente: IASCOL S.A.S.
23
Tabla 7 Aguas del proceso de trituración, efectuado por IASCOL 2014 entrada al sistema
PARÁMETRO PLANTA DE TRITURACIÓN
UNIDAD
ES
Enero
pH un 11.70
TEMPERATURA °C 21.5
DBO mg O2/l 8
SOLIDOS
DISUELTOS
mg/l 228
GRASAS Y
ACEITES
mg/l 30
SOLIDOS
SUSPENDIDOS
TOTALES
mg/l 48888
DUREZA TOTAL mg
CaCO3 /l
46
FENOLES mg
fenoles/l
<0.05
SÓLIDOS
SEDIMENTABLES
ml/l 124
SOLIDOS
TOTALES
mg/l 49116
COLIFORMES
FECALES
NMP/100
ml
4.5x104
Fuente: IASCOL S.A.S.
Tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales
La convención sobre humedales, firmada en Ramsar, Irán, en 1971, establece que:
"son humedales aquellas extensiones de marismas, pantanos y turberas, o superficies
cubiertas de aguas, sean éstas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales,
estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina
cuya profundidad en marea baja no exceda de seis metros”.
Las interacciones de los componentes físicos, biológicos y químicos de un humedal, como
los suelos, el agua, las plantas y los animales, hacen posible que desempeñe muchas
funciones vitales (secretaria de la convención Ramsar, 2006), como, por ejemplo:
Almacenamiento de agua.
Protección contra tormentas y mitigación de crecida.
Estabilización de costas y control de la erosión.
24
Recarga de acuíferos (movimiento descendente de agua del humedal al acuífero
subterráneo).
Descarga de acuíferos (movimiento ascendente de aguas que se convierten en aguas
superficiales en un humedal).
Depuración de aguas.
Retención de nutrientes.
Retención de sedimentos.
Retención de contaminantes.
Estabilización de las condiciones climáticas locales, particularmente lluvia y
temperatura.
Los investigadores en el tratamiento de aguas han centrado sus esfuerzos en la función
depurativa de las aguas residuales por parte de los humedales naturales y han observado
que la calidad del agua en ellos mejora gracias a los procesos que en ellos ocurre; es así
como ha llegado a catalogárseles como sistemas de tratamiento de agua residuales
(GARCÍA, 2005).
En los humedales crecen y se desarrollan vegetales, animales y microorganismos los cuales
se adaptan a las condiciones propias del humedal, estos seres vivos junto a procesos físicos
y químicos favorecen la depuración del agua, eliminando grandes cantidades de materia
orgánica, así como de sólidos.
Con base en ello se ha tratado de aprovechar este gran potencial depurador de los
humedales para el tratamiento de las aguas residuales diseñando instalaciones capaces de
simular las características de los humedales naturales de ahí surge la idea de empezar a
trabajar con humedales construidos y diseñados por el hombre bajo parámetros de
comportamiento específicos es decir los humedales artificiales.
En virtud de lo anterior se puede catalogar a un humedal artificial en un canal lleno de
sustrato que puede ser suelo, arena u otro material pétreo, plantado con vegetación tolerante
según las características del agua a tratar.
Funciones generales de los humedales artificiales
Los humedales artificiales pueden llegar a cumplir básicamente tres funciones que los
hacen atractivos para tratar las aguas residuales (Lara, 1998):
Fijan la materia orgánica y demás contaminante del agua residual en la superficie
del suelo.
25
Utilizan y transforman los compuestos del agua residual gracias a la presencia de
microorganismos.
Logran niveles de tratamiento óptimos con un bajo costo en operación y
mantenimiento.
Componentes fundamentales de los humedales artificiales
De manera general la composición de un humedal es agua, vegetación, medio filtrante y
microorganismos, además de condiciones ambientales como luz solar y temperatura. Cada
sistema tiene estructuras adecuadas de entrada y descarga para asegurar una distribución
uniforme del agua residual aplicada y su recolección.
Agua. Es uno de los factores más importantes ya que de él depende el éxito o el fracaso de
un humedal artificial; en la columna de agua ocurren diferentes procesos mediante los
cuales los microorganismos transforman la materia orgánica contenida en el agua residual.
Pequeños cambios en la hidrología, pueden tener bastante significado en un humedal
artificial y su eficiencia de tratamiento; es así como debido a la gran superficie de agua y a
la poca profundidad un sistema de humedales artificiales interactúa fuertemente con la
atmósfera a través de la precipitación y la evapotranspiración, lo cual puede reducir o
aumentar el tiempo de retención hidráulico, variar la carga orgánica, y en general modificar
las condiciones para las cuales se había diseñado el sistema (US EPA, 2000).
Vegetación. Este tipo de plantas acuáticas llamadas macrófitas crecen en la zona litoral de
lagos, embalses y ríos en la zona de interface agua-tierra.
Según el aspecto morfológico, estas plantas se dividen en tres grandes grupos (Schmidt,
1988):
Grupo I. Las plantas errantes sin raíces ó con raíces colgando en el agua, se
denominan Planophyta.
Grupo II. Las plantas enraizadas en un sedimento, se llaman Rizophyta.
Grupo III. Las plantas aplicadas a un medio con rizoides o raíces modificadas para
adherirse, se designan Haptophyta.
Es de resaltar el grupo de las Rizophyta, ya que se encuentran enraizadas en un sedimento
lo cual es viable para un sistema de humedales artificiales. Entre las que conforman las
Rizophytas con el mismo hábitat o medio de vida, se pueden distinguir:
Enraizadas sumergidas (Hyphydata): La estructura vegetativa permanece completamente
durante todo su ciclo biológico, dentro del agua, pero sus flores salen a la superficie. Las
26
más comunes pertenecen a la familia Hydrocharitaceae (elodeas), Ceratophyllum
demersum (Najas), y macroalgas como la Chara y Nitella.
Enraizadas con hojas flotantes (Hephydata): Sus hojas se encuentran parcialmente en
contacto con la atmósfera y pueden utilizar el CO2 del aire; sus raíces pueden estar o no
adheridas al fondo. Estas plantas toman los nutrientes directamente del agua a través de la
pared celular o mediante un sistema radicular. El mantenimiento de un nivel de agua
superficial apropiado es fundamental para su supervivencia. A este grupo pertenecen los
siguientes géneros: Nymphaea (Lotos de agua), Vitoria regia (Victoria amazónica) y
Nymphoides.
Enraizadas emergentes (Helophyta): Son plantas que están adheridas firmemente en el
fondo de áreas poco profundas. La mayor parte de sus tallos y hojas viven por encima del
agua; son generalmente rígidas y no dependen del agua para su soporte; pueden vivir en
diferentes ambientes, desde suelos húmedos hasta suelos inundados. Este tipo de plantas,
contribuyen al tratamiento del agua residual, estabilizando, el medio y canalizando el flujo
del agua a través de sus tallos y raíces, dando lugar a velocidades bajas del agua
permitiendo el depósito de materiales suspendidos y el incremento en los tiempos de
retención hidráulico. El tallo y los sistemas de raíces permiten la fijación de nutrientes y
minerales que luego los incorporan en sus tejidos. Los géneros más empleados en los
humedales para aguas residuales incluyen: Typha, Scirpus y Phragmites.
Otra característica importante es que son capaces de transportar oxigeno desde los tallos y
hojas hacia sus raíces y rizomas, aunque en los humedales de flujo subsuperficial la
cantidad de oxígeno aportada es muy pequeña en comparación con la carga de aguas
residuales que ingresa al sistema, por lo que los procesos de remoción de materia orgánica
son básicamente anaerobios, no ocurriendo por tanto la nitrificación-desnitrificación; sin
embargo, al analizar el sistema más objetivamente y apoyados en estudios realizados, se ha
demostrado que el oxígeno transportado por éstas puede ser utilizado por los
microorganismos que se desarrollan en forma de biopelícula; en éstas capas de
microorganismos más próximas a los rizomas se dan procesos aerobios, mientras en las más
alejadas, al no difundir oxígeno, los procesos serian anaerobios, esta situación si permitiría
el proceso de nitrificación-desnitrificación (Brix, 1997).
La selección de las macrófitas para un sistema de humedales, esta ceñida a ciertos factores
condicionantes:
Tipo de humedal.
Temperatura.
Profundidad del sistema.
27
Posición del agua residual a tratar.
Además, la vegetación debe ser en la medida de lo posible, especies nativas del lugar en
donde se construirá el humedal artificial, con lo cual se aumenta la posibilidad de
adaptabilidad de la planta a las condiciones del medio.
Microorganismos. Los microorganismos en un humedal artificial se encuentran en un
medio adverso permanentemente al recibir constantemente altas cargas de contaminante
presentes en el agua residual, sustancias toxicas como es el caso de metales pesados,
condiciones extremas de pH y temperatura. Esto trae como consecuencia que la comunidad
de microorganismos sea más especializada y por ende la diversidad de especies sea menor.
Generalizando, se puede decir que en un humedal artificial se encuentran bacterias que
tienen como función principal el consumo de materia orgánica y la degradación o
transformación de otros compuestos, hongos que también degradan materia orgánica y
tienen un factor limitante que es el pH, pues se desarrollan satisfactoriamente en un rango
de 5<pH<6 (Seoánez, 1999).
Medio filtrante. La arena gruesa o la grava fina son los medios que se utilizan con
frecuencia en humedales artificiales. Su tamaño oscila entre 3 y 52 mm y para la zona de
entrada 50 mm, esto con el fin de disminuir el potencial de obstrucción (Crites y
Tchobanoglous, 2000).
Medios como roca triturada, arena, y materiales plásticos también han sido usados. Se
recomienda que sobre una cama de grava sea usada una capa de medio más fino como
arena; esto con el fin de proporcionar una mayor estabilidad y arraigo al medio (US EPA,
2000).
1.4 MARCO LÓGICO
El marco lógico es una herramienta para facilitar el proceso de conceptualización, diseño,
ejecución y evaluación de proyectos. Su propósito es brindar estructura al proceso de
planificación y comunicar información esencial relativa al proyecto.11
11 CÓRDOBA, Marcial. Sobre el Sistema de Marco Lógico. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 44.
28
1.4.1 Análisis de involucrados.
En el análisis de involucrados se identifican los grupos de actores que son tocados por el
proyecto, bien sea directa o indirectamente. Al tener identificados todos los actores del
proyecto, sus intereses, expectativas y necesidades dotamos de congruencia y coherencia al
proyecto, aumentamos la probabilidad de recibir apoyos y disminuir la oposición.12
Definición de involucrados
A continuación, se realiza la identificación de los actores que intervienen en el
proyecto:
Comunidad ambiental: Ingenieros ambientales y representantes de la
comunidad en temas ambientales.
Habitantes de la zona: Personas y familias que habitan en zonas aledañas a
canteras de explotación minera y al río Soacha.
Industria minera: Empresas dedicas a la explotación de canteras con el
objetivo de obtener recursos naturales para ser procesados y
comercializados.
Proveedores: Terceros que prestan servicios de maquinaria y demás
elementos para llevar a cabo la explotación minera.
Autoridades del Municipio de Soacha: Autoridades Gubernamentales que
están a cargo del desarrollo del Municipio.
Caracterización de los involucrados
A través de la siguiente tabla, se puede observar la correspondiente caracterización
de involucrados, en dónde se destacan los intereses y problemas percibidos en cada
uno de los grupos establecidos.
12 Cómo hacer el marco lógico. Sobre el análisis de involucrados en el marco lógico. INGENIOEMPRESA. 2017.
29
Tabla 8. Caracterización de involucrados
GRUPOS INTERESES PROBLEMAS PERCIBIDOS
Habitantes de la
zona Buenas condiciones del
aire.
Baja contaminación en
fuentes hídricas.
Mala calidad en el aire.
Enfermedades respiratorias.
Ríos cada vez más
contaminados.
Comunidad
ambiental Bajar el índice de
contaminación en cuencas
hídricas del Municipio.
Monitoreo de
contaminantes emitidos a
través de la explotación
minera.
No se evidencia control
estricto Gubernamental sobre
la explotación minera.
No se están protegiendo los
ríos de desechos
contaminantes de la minería.
Industria minera Realizar la extracción de
minerales al menor costo
posible.
Mitigar impactos
ambientales resultado de la
explotación.
No se comercializan
tecnologías que perita mitigar
el riesgo ambiental en estas
fuentes hídricas.
Proveedores Ofertar productos y
servicios que satisfagan la
explotación óptima de
canteras.
Bajo desarrollo tecnológico
en nuevos servicios para
ofertar productos
descontaminantes
Autoridades del
Municipio Evitar daños ambientales
en el Municipio.
Falta de proyectos que ayuden
a la descontaminación del río
Soacha.
Fuente: Autores
Establecimiento de estrategias
A continuación, se definen las estrategias correspondientes con los grupos
involucrados. Estas son una entrada importante para definir los niveles de objetivos.
30
Tabla 9 Establecimiento de estrategias
GRUPOS ESTRATEGIAS
Habitantes de la zona Generar una comunicación desde las
empresas mineras para informar de
las implicaciones ambientales de su
trabajo de explotación.
Comunidad ambiental Dar a conocer que tipos de desechos se obtendrán de la explotación y
como serán manejados.
Industria minera Disminuir el impacto generado de los desechos de explotación minera
sobre las fuentes hídricas.
Proveedores Dar a conocer nuevas tecnologías que permitan ofertar a la industria
minera alternativas de
descontaminación.
Autoridades del Municipio Vigilar el manejo de los desechos de
la explotación minera y promover el
uso de nuevas tecnologías para este
proceso.
Fuente: Autores
1.4.2 Análisis de problemas.13
Esta herramienta nos permite mapear o diagramar el problema. La estructura de un árbol de
problemas es:
En las raíces se encuentran las causas del problema.
El tronco representa el problema principal.
En las hojas y ramas están los efectos o consecuencias.
A continuación, se mencionan sus ventajas:
Permite desglosar el problema, las causas y sus efectos, mejorando su análisis.
Hay una mejor comprensión del problema al desagregarlo en causas y
consecuencias.
Se vincula con otras herramientas de investigación y análisis como matriz de Vester
o árbol de soluciones.
13 Cómo hacer el marco lógico. Sobre cómo hacer un árbol de problemas: Ejemplo práctico. INGENIOEMPRESA. 2017.
31
Facilita la realización de otros componentes importantes de una investigación o
proyecto en su fase de planificación, por ejemplo, el análisis de interesados, análisis
de riesgos y objetivos.
32
Figura 7 Árbol de problemas
Fuente: Autores
33
1.4.3 Análisis de objetivos.14
También llamado árbol de medios y fines o árbol de soluciones, esta herramienta nos
permite transformar del árbol de problemas las causas (raíces) en medios y los efectos
(hojas) en fines, además de guiarnos hacia el análisis de alternativas llevando los medios a
estrategias.
Con un análisis de objetivos logramos que:
La situación futura sea visualizada en torno a la resolución de los problemas antes
detectados.
La relación del problema con los medios y fines sea comprendida en un vistazo.
Los objetivos a plantearnos sean ponderados según su orden de importancia o
secuencia en su resolución.
Haya un punto de partida para iniciar la solución del problema central: Las
alternativas de solución.
14 Cómo hacer el marco lógico. Sobre cómo hacer un árbol de objetivos: Ejemplo práctico. INGENIOEMPRESA. 2017.
34
Figura 8 Árbol de objetivos
Fuente: Autores
35
1.4.4 Selección de la estrategia óptima.
Se define el análisis de alternativas como la identificación de uno o más medios que
representan estrategias para dar solución a la problemática abordada.15
Se conocen de manera detallada los efectos de trabajos de explotación
Conocer las normas vigentes para la explotación minera en Colombia.
Implementación de mecanismos para conocer el grado de contaminación que
se está generando dentro de la explotación.
Se establecen estrategias para manejar residuos
Diseño de un plan estratégico para el manejo de desechos de explotación
minera.
Capacitar al personal correspondiente en manejo de residuos.
Se conocen nuevas tecnologías para mitigar la problemática
Generar alianzas con países de la región que actualmente han implementado
nuevas tecnologías, como México y Perú.
Capacitar a la industria minera en nuevas alternativas que complementan la
explotación minera.
Inversión desde el Gobierno para conocer nuevas medidas de
descontaminación
A través de modelos establecer medidas para implementar nuevas
tecnologías en la descontaminación de fuentes hídricas.
Se tiene control de toda la actividad minera en la zona
Realizar una inspección de la zona para conocer cada una de las actividades
de explotación minera.
La actividad minería ilegal deberá ser denunciada ante las entidades
competentes.
15 Cómo hacer el marco lógico. Sobre cómo hacer el análisis de alternativas de un proyecto: Ejemplo práctico. INGENIOEMPRESA. 2017.
36
Estrategias obtenidas a través de este proceso:
Implementación de mecanismos para conocer el grado de contaminación que
se está generando dentro de la explotación: Realizar a través de un estudio de
impacto ambiental de la cantidad de contaminantes arrojados a las fuentes hídricas.
Diseño de un plan estratégico para el manejo de desechos de explotación
minera: Realizar junto con la industria minera planes de manejo óptimo de los
desechos que se producen en la explotación.
Capacitar a la industria minera en nuevas alternativas que complementan la
explotación minera: Tomar modelos de otros países que han tenido éxito en
nuevas tecnologías para la disminución de contaminantes en fuentes hídricas.
Realizar una inspección de la zona para conocer cada una de las actividades de
explotación minera: A través de visitas técnicas, observar la manera que se realiza
la explotación minera en la zona.
1.4.5 Elaboración de la estructura analítica del proyecto.16
Lo construido en el árbol de problemas, árbol de objetivos y el análisis de alternativas se ve
plasmado sobre la estructura analítica de proyecto.
Suele ser definida como la esquematización del proyecto. Un esquema de la relación de la
alternativa óptima con los objetivos y las acciones. Esta relación se presenta en forma de
árbol a través de niveles jerárquicos organizados de forma vertical.
Parte inferior del árbol: Actividades
Segundo nivel del árbol: Componentes
Tercer nivel: Propósito
Nivel superior: Fines del proyecto
16 Cómo hacer el marco lógico. Sobre la estructura analítica de proyecto: ¿Qué es y cómo se hace?: Ejemplo detallado: Ejemplo práctico. INGENIOEMPRESA. 2017.
37
Figura 9 Estructura analítica del proyecto
Fuente: Autores
38
1.4.6 Resumen narrativo de objetivos y actividades.
El resumen narrativo es una columna de la matriz de marco lógico en la que detallas el fin,
actividades, productos y resultados del proyecto.
Tabla 10 Resumen narrativo de objetivos y actividades
RESUMEN NARRATIVO
FIN
Descontaminación de metales pesados
Disminución de los niveles de sedimentos en el lecho del río
Disminución en el índice de enfermedades respiratorias
Restablecimiento del flujo hídrico
PROPÓSITO
Descontaminación del río Soacha producto de la explotación minera
COMPONENTES
1. Realizar a través de un estudio de impacto ambiental de la cantidad de contaminantes
arrojados a las fuentes hídricas.
2. Realizar junto con la industria minera planes de manejo óptimo de los desechos que
se producen en la explotación.
3. Tomar modelos de otros países que han tenido éxito en nuevas tecnologías para la
disminución de contaminantes en fuentes hídricas.
4. A través de visitas técnicas, observar la manera que se realiza la explotación minera
en la zona.
ACTIVIDADES
1.1 Realizar pruebas piloto en algunas canteras
1.2 Conocer el entorno ambiental de las canteras
1.3 Conocer que contaminantes se arrojan al río
2.1 Saber que desechos se producen en la explotación minera
2.2 Conocer como cada explotación afecta al ambiente
2.3 Investigar que planes de trabajo óptimos existen
3.1 Buscar que países implementas nuevas tecnologías
3.2 Buscar que tecnologías existen en la descontaminación de ríos
3.3 Conocer los costos de implementación de nuevas tecnologías
4.1 Establecer un plan de visitas a las canteras
4.2 Usando fotografías satelitales conocer dónde se ubican las canteras
4.3. Documentar cada una de estas visitas
Fuente: Autores
39
1.5 DEFINICIÓN DEL PROYECTO
1.5.1 Formulación
¿A través de los estudios de prefactibilidad para la construcción de humedales artificiales,
es posible disminuir la carga de contaminantes vertidos en el río Soacha producto de la
explotación minera?
1.5.2 Hipótesis
A partir del análisis del problema, se plantea como la mejor solución la utilización de
humedales artificiales, tecnología que permitirá a las industrias mineras reducir la carga
contaminante vertida en la fuente hídrica del Municipio de Soacha.
1.5.3 Beneficiarios del proyecto
La población objetivo del proyecto en primera instancia, son los pobladores del municipio
que habitan en las zonas aledañas al río Soacha. De igual manera las empresas de la
industria minera que se dedican a la explotación de canteras para la obtención de recursos
naturales y que están generando algún tipo de contaminación en esta fuente hídrica.
40
2. FORMULACIÓN DEL PROYECTO
A través del siguiente capítulo, se desarrollan el conjunto de actividades orientadas a
levantar y procesar información sobre los diferentes aspectos que tienen relación con el
proyecto. Se observará a través de los estudios de mercado y técnico, la viabilidad del
desarrollo del proyecto.
2.1 ESTUDIO DE MERCADO
Con el estudio de mercado se busca estimar la cantidad de bienes y servicios que la
comunidad o los interesados adquirirán a determinado precio. De igual manera recopila y
analiza antecedentes para conocer la conveniencia de producir y atender una necesidad.17
2.1.1 Antecedentes
Humedales artificiales en Colombia y el mundo.
En Colombia, los humedales artificiales han sido probados en distintos tipos de descargas
hídricas incluyendo aguas domésticas, aguas de procesamiento de café, aguas de
curtiembres y aguas de piscicultura, entre muchas otras. Son varios los trabajos publicados
desde entonces, incluyendo experimentos controlados con especies determinadas de
vegetación, sistemas pilotos a pequeña escala, propuestas para desarrollo de sistemas
municipales como el caso de Soacha, evaluación de la eficiencia para distintos tipos de
descargas y análisis del estado del arte sobre el uso de los humedales y las especies
vegetales.
Suramérica y Norteamérica han desarrollado iniciativas de investigación, específicamente
en países como México el tratamiento de aguas residuales se ha concentrado en tratamiento
de productos de granjas porcícolas que incluyen las descargas de aguas usadas para la
limpieza de los establos y las excretas de cerdo compuestas principalmente de heces, orina
y residuos de alimentación. Obteniendo como resultado que el humedal artificial en serie es
una opción viable para el tratamiento de aguas residuales provenientes de granjas
porcícolas, ya que su eficiencia estuvo en promedio por encima del 70%, su mayor
eficiencia se presentó al usar 10 días como tiempo de retención hidráulico (Centro de
Investigación Regional Pacífico Centro, 2015).
17 CÓRDOBA, Marcial. Sobre el Estudio de mercado. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 52.
41
Un país muy interesado en el desarrollo de estas tecnologías amigables con el medio
ambiente es Ecuador, el cual busca el mejoramiento de la planta de tratamiento de la ciudad
de Chicaña en el que desarrollo un análisis comparativo de la eficiencia del pasto alemán
(Echinochloa polystachya) y la lenteja de agua (Lemna Minor), obteniendo mejores
resultados al usar la lenteja de agua (Lemna minor L) con remoción de hasta 81% al cabo
de 21 días (Gualán, 2016).
En Brasil se realizó un estudio para diagnosticar la eficiencia de la PTAR de la ciudad Sáo
Joáo de Iracema. Por medio de un monitoreo los parámetros químicos, físicos y biológicos
además de un levantamiento batimétrico se logró determinar que las bajas tasas de carga
orgánica aplicadas a las lagunas anaerobia y facultativa explican su bajo desempeño en la
remoción de la DBO y que el número de coliformes fecales excede el valor máximo
permitido a lo que recomiendan un tratamiento natural para mejorar la calidad del efluente
final lo que tendría como apuesta un humedal artificial.
Otro estudio realizado en Centro América y específicamente en Ciudad de Panamá generó
como resultados que el biofiltro humedal artificial usando el tipo de planta Typha
angustifolia es un sistema eficiente, en el que se remueve de forma representativa los
niveles de nitrato y DBO, adicionalmente encontraron que los microorganismos que se
producen son en su mayoría benéficos, demostrando que el agua es de buena calidad
(Alemendas et al., 2017). En Colombia han surgido estudios que buscan dar solución a la
problemática de la falta de tratamiento de las aguas residuales domésticas que es bastante
común en el país, en zonas como Riohacha en La Guajira donde sus residuos líquidos no
reciben ningún tratamiento antes de ser vertidos al mar, se ha postulado la fitorremediación
como una alternativa sostenible para reducir la carga contaminante, usando como planta
acuática Eichhornia crassipes por su elevada capacidad de eliminación incluso de metales
radioactivos, los resultados del estudio fueron favorables logrando que se cumpliera con la
normatividad colombiana y se recomienda su uso como tratamiento de desinfección
(Mendoza, Castro, Marín & Behling, 2016).
Otra investigación que se diseñó, desarrollo y evaluó fue la de un biosistema de tratamiento
en una escala piloto de aguas de curtiembres usando la especie Eichhornia crassipes, para
remover el cromo presente en estas aguas, obteniéndose un sistema viable en el tratamiento
de las aguas de las curtiembres provenientes de San Benito al sur de Bogotá (Carreño,
2018).
En Europa en la actualidad, los Humedales Artificiales se han constituido como una de las
tecnologías extensivas con mayor grado de implantación a nivel mundial para el
42
tratamiento de las aguas residuales e industriales generadas en las pequeñas aglomeraciones
urbanas y económicas.
Sin embargo, en España esta tecnología no acaba de despegar. En un censo llevado a cabo
en el año en 2017 varios grupos de investigación centrado en este aspecto, evidencio que
tan solo el número de instalaciones de Humedales Artificiales en España era de tan solo
treinta, repartidas, principalmente, por Cataluña, Andalucía y Canarias, predominando la
modalidad de Humedales Artificiales de Flujo Subsuperficial Horizontal.
2.1.2 Estructura del mercado.18
Luego de realizar el análisis correspondiente dentro del desarrollo del proyecto, se ha
concluido que este, hace parte de los mercados oligopólicos. El análisis de este mercado es
relevante, ya que se está incluyendo el desarrollo de canales de distribución o venta directa
al consumidor. Este modelo presenta dos supuestos básicos: limitaciones a la entrada en el
mercado y la existencia de poca competencia o vendedores que se enfrentan a un mercado
con un creciente número de vendedores (que en este caso, son las canteras de explotación
minera).
2.1.3 El producto
El producto ofertado para el desarrollo de este proyecto, son los humedales artificiales, está
caracterizado por los siguientes elementos:
Descripción
El humedal artificial que se pretende utilizar como método de remoción de contaminantes
es de tipo FS (Flujo Superficial). Esta clase de humedal artificial está diseñado
específicamente para el tratamiento de aguas industriales o residuales, o su fase final de
tratamiento, se construirá en forma de un lecho o canal que generaran condiciones similares
a las de un humedal natural cubierta por un material impermeable que evita que el agua
contaminada llegue al subsuelo. Sobre este material o geomembrana impermeable se
depositará material pétreo que permitirá la adherencia de las bacterias y microorganismos
cuya función principal es el consumo de materia orgánica y la degradación o
transformación de otros compuestos que estarán recibiendo constantemente como altas
cargas de contaminante presentes en el agua residual, sustancias toxicas como es el caso de
metales pesados, condiciones extremas de pH y temperatura.
18 CÓRDOBA, Marcial. Sobre la estructura del mercado. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 55.
43
A continuación, se enumeran algunas de las ventajas y desventajas de los humedales
artificiales:
Ventajas:
Los humedales artificiales proporcionan tratamiento efectivo en forma pasiva y
minimizan la necesidad de equipos mecánicos, electricidad y monitoreo por parte de
operadores calificados.
Los humedales son menos costosos de construir, y usualmente también son menos
costosos para operar y mantener, que los procesos mecánicos de tratamiento
diseñados para un nivel equivalente de calidad de efluente.
Los sistemas de humedales artificiales no producen biosólidos ni lodos residuales
que requerirían tratamiento subsiguiente y disposición final.
Los humedales artificiales son muy efectivos en la remoción de la DBO, la DQO,
los SST, los metales y algunos compuestos orgánicos refractarios de las aguas
residuales domésticas e industriales.
Limitaciones:
Un humedal FS requiere un área extensa en comparación con los sistemas
mecánicos convencionales de tratamiento.
En climas fríos las bajas temperaturas durante el invierno reducen la tasa de
remoción de DBO, NH3 y NO3. Un aumento en el tiempo de retención puede
compensar por la disminución de las tasas, pero el incremento en el tamaño de los
humedales en climas extremadamente fríos puede no ser factible desde el punto de
vista económico o técnico.
La mayoría del agua contenida en los humedales FS es anóxica, limitando el
potencial de nitrificación del amoníaco del agua residual. El aumento del tamaño
del humedal y el tiempo de retención puede hacerse como compensación, pero
puede no ser eficiente en términos económicos. Métodos alternos de nitrificación en
combinación con los humedales FS han sido utilizados con éxito. Los humedales FS
no pueden ser diseñados para lograr una remoción completa de compuestos
orgánicos, SST, nitrógeno o bacterias coliformes. Los ciclos ecológicos en estos
humedales producen concentraciones naturales de esos compuestos en el efluente.
Los sistemas de humedales FS típicamente reducen al menos un orden de magnitud
el contenido de coliformes fecales. Esto no es siempre suficiente para cumplir con
los límites de descarga en todas las localidades, por lo cual podría requerirse
desinfección subsiguiente. La desinfección con luz ultravioleta ha sido utilizada con
éxito en varias aplicaciones.
Si bien los humedales FS pueden ser de menor superficie que los humedales FLS
para la remoción de la mayoría de los constituyentes del agua residual, el costo
44
mayor del medio de grava en los humedales FS puede dar como resultado costos de
construcción más altos para sistemas con una capacidad mayor a 227,000 litros por
día (60,000 galones por día).
Tecnología aplicada
La tecnología de Humedales Artificiales actúa pues como un complejo ecosistema en el que
participan elementos como las aguas a tratar, el sustrato filtrante, población microbiana,
plantas emergentes acuáticas y procesos de filtración.
Lo que aquí se utiliza son principios propios y fundamentales de la naturaleza, como la
fotosíntesis, como la biodegradación de la materia orgánica por parte de bacterias
depuradoras en una conjunción de procesos naturales en los cuales la ingeniería interviene
para hacerlos trabajar en forma armónica e integrada, derivando en la remoción de
contaminantes de aguas contaminadas de tipo industrial producto de explotación en
canteras.
Clasificaciones
Para esta clasificación, el producto se define como bienes inmuebles, ya que se consideran
inmuebles por incorporación los edificios, caminos y construcciones de todo género
adheridas al suelo, los árboles, las plantas, y los frutos pendientes, mientras estuvieran
unidos a la tierra o formaran parte integral de un inmueble, así como todo lo que este unido
a un inmueble de una manera con carácter fijo, de suerte que no pueda separarse de él sin
producir quebrantamiento de la materia o deterioro del objeto.
2.1.4 El cliente
El cliente es el componente fundamental del mercado. Se le denomina “Mercado meta”, ya
que será el consumidor del producto o servicio que se ofrecerá con el proyecto,
constituyéndose en su razón de ser.19
Dentro del segmento de mercado en dónde se ha concebido este proyecto, el cliente
potencial se encuentra dentro del grupo de consumidor industrial, ya que en esta categoría
se clasifican todos aquellos compradores que son demandantes de productos con el fin de
integrarlos a su proceso de producción. Se clasifican en consumidores propiamente
industriales y aquellos que son productores de servicios, como lo son las empresas del
sector minero.
19 CÓRDOBA, Marcial. Sobre el cliente. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 59.
45
2.1.5 La demanda
La demanda se define como la cantidad y calidad de bienes y servicios que pueden ser
adquiridos a los diferentes precios del mercado por un consumidor (demanda individual) o
por el conjunto de consumidores (demanda total o de mercado), en un momento
determinado.20
Entidades que utilizarán el servicio en el Municipio de Soacha
Actualmente en el municipio de Soacha se encuentran activas cinco canteras en dónde se
explotan diferentes materiales:
Cantera cueva del zorro
Cantera Agregados El Vínculo (objeto de este estudio).
Cantera Invercot Ltda
Cantera A y Z
Cantera Corral Viejo
Demanda de humedales artificiales en la zona
A continuación, se detalla las principales entidades que realizan minería legal en el
Municipio de Soacha y los títulos correspondientes a su cargo, en dónde se implementaría
la solución planteada.
Figura 10 Minería legal en Soacha
Fuente: EL ESPECTADOR
20 CÓRDOBA, Marcial. Sobre la demanda. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 62.
46
Luego de realizar este análisis, se ha identificado que existe la posibilidad de implementar
la solución de humedales artificiales, ya que se encuentran avalados 25 títulos o permisos
de explotación minera en la zona.
2.1.6 La oferta
Para determinar con claridad el estado actual de la oferta en el mercado se tomaron como
referencias tres de las empresas del mercado arrojadas del estudio del sector regional,
nacional e internacional las cuales fueron HIDROSFERA, IAQUA y ECOHABITAR
analizadas cualitativamente en los siguientes aspectos por medio de una gráfica radar:
Planeamiento estratégico
Producción y operaciones
Aseguramiento de la calidad
Comercialización
Contabilidad y finanzas
Recursos humanos
Gestión ambiental
Sistemas de información
Gráfica radar
Figura 11 Diagrama radar múltiple empresas constructoras humedales artificiales
Fuente: Autores
47
Gráfica radar seleccionada fue la de la empresa Hidrosfera
Figura 12 Gráfica de radar empresa Hidrosfera
Fuente: Autores
Tabla 11 Fuentes para el diagrama de radar
MAPA DE COMPETITIVIDAD POR AREAS
NIVEL DE COMPETITIVIDAD DE LA EMPRESA 75%
1. PLANEAMIENTO ESTRATEGICO EVALUACION
A. Proceso de Planeamiento Estratégico 67%
B. Implementación de la Estrategia 73%
EVALUACION DEL AREA 71%
2. PRODUCCION Y OPERACIONES EVALUACION
A. Planificación y Proceso de Producción 89%
B. Capacidad del Proceso 40%
C. Mantenimiento Preventivo 43%
D. Investigación y Desarrollo 80%
E. Aprovisionamiento 83%
F. Manejo de Inventarios 78%
G. Ubicación e Infraestructura 100%
EVALUACION DEL AREA 74%
3. ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD EVALUACION
A. Aspectos Generales de la Calidad 80%
B. Sistema de Calidad 87%
EVALUACION DEL AREA 84%
48
4. COMERCIALIZACION EVALUACION
A. Mercado Nacional: Mercadeo y Ventas 65%
B. Mercado Nacional: Servicios 47%
C. Mercado Nacional: Distribución 0%
EVALUACION DE LA SUB-AREA 56%
D. Mercado Exportación: Plan de Exportación 0%
E. Mercado Exportación: Producto 28%
F. Mercado Exportación: Competencia y Mercado 0%
G. Mercado Exportación: Distribución Física Internacional 0%
H. Mercado Exportación: Aspectos de Negociación 0%
I. Mercado Exportación: Participación en Misiones y Ferias 0%
EVALUACION DE LA SUB-AREA 28%
EVALUACION DEL AREA 49%
5. CONTABILIDAD Y FINANZAS EVALUACION
A. Monitoreo de Costos y Contabilidad 0%
B. Administración Financiera 100%
C. Normas Legales y Tributarias 100%
EVALUACION DEL AREA 100%
6. RECURSOS HUMANOS EVALUACION
A. Aspectos Generales 95%
B. Capacitación y Promoción del Personal 90%
C. Cultura Organizacional 50%
D. Salud y Seguridad Industrial 78%
EVALUACION DEL AREA 78%
7. GESTION AMBIENTAL EVALUACION
A. Política Ambiental de la Empresa 96%
B. Estrategia para Proteger el Medio Ambiente 100%
C. Concientización y Capacitación del personal en Temas
Ambientales 100%
D. Administración del Desperdicio 100%
EVALUACION DEL AREA 98%
8. SISTEMAS DE INFORMACION EVALUACION
A. Planeación del Sistema 80%
B. Entradas 0%
C. Procesos 0%
D. Salidas 0%
EVALUACION DEL AREA 80%
Fuente: Autores
49
2.1.7 El precio
A continuación, se detalla el precio final para la construcción de un humedal artificial,
realizando una comparativa presupuestal entre una de las empresas mexicanas del sector
seleccionadas en la gráfica radar (Hidrosfera) que a su vez en el marco regional es una de
las más importantes que ha llegado a nuestro país. El presupuesto final se encuentra
desagregado por precios unitarios.
Para calcular el costo del humedal artificial se debe tener en cuenta el costo de la
instalación de un sistema colector de las aguas producto de la explotación minera, que
incluye la excavación con máquina en donde se afloja y extrae el material, posteriormente
calcular el costo de la colocación de la plantilla apisonada a mano y/o compactada, la
instalación de la tubería de polietileno alta densidad corrugado exterior, excavaciones y por
último el costo unitario por acarreo del material sobrante.
Tabla 12 Precios finales construcción Humedal artificial empresa HIDROSFERA
Fuente: Información Hidrosfera y DGICGAEM.
Los precios finales para la empresa HIDROSFERA, están dados en Pesos Mexicanos
(MXN) lo que equivale en moneda local a $59.546.996,66 Pesos Colombianos.
A continuación, se detalla el precio final para la construcción de un humedal artificial,
desagregado por producto dado en Pesos Colombianos (COP).
50
Tabla 13 Precios finales construcción humedal artificial
CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD PRECIO
UNITARIO
(COP)
TOTAL
TRABAJOS PRELIMINARES
Excavación con máquina
para zanjas (incluye retiro
menor a 5 km y replanteo)
m3 4,5 $20.000 $90.000
Limpieza de terrenos
medios mecánicos
m3
4,5 $18.928
Limpieza de terrenos
medios manuales
m3 3 $10.000
Transporte de materiales
producto de explanaciones,
excavaciones, sobre
acarreos y canales.
m3/km 7,5 $2.393
TRATAMIENTO PRIMARIO
Explanación de terreno m3 3 $5.946 $17.838
Plantilla apisonada
mecánicamente
m3 3,2 $19.000 $60.800
ETAPA CONSTRUCTIVA
Transporte de materiales y
accesorios.
m3/km 3 $1.393 $4.179
Suministro y colocación de
material granular Grava
m3 2,25 $161.000 $362.250
Suministro e instalación
paredes de confinamiento
m2 9 $150.000 $1.350.000
RED HÍDRICA
Tubería de drenaje PVC
160
ML 2 $48.170 $96.340
Instalación de
muestreadores tubería
séptica con filtro anaerobio
ML 3 $200.000 $600.000
Instalación Geomembrana m2 1 $240.000 $240.000
SUBTOTAL $2.906.583
IVA $552.251
TOTAL $3.458.834
Fuente: Autores - Precios base Instituto de Concesiones de Cundinamarca ICCU 2020
51
Se evidencian mejores costos vs la competencia internacional, ya que al ser productos
producidos localmente, se abaratan los costos y se minimiza el riesgo en la volatilidad de
las divisas y las tasas de cambio en el mercado.
2.1.8 La distribución
Los canales de distribución son todos los medios de los cuales se vale la mercadotecnia
para hacer llegar los productos hasta el consumidor en las cantidades apropiadas, en el
momento oportuno y a los precios más convenientes para ambos.
Tabla 14 Canales de distribución
DENOMINACIÓN PROPÓSITO CANAL
Canales de comercialización
de las empresas actuales en
el mercado con productos
iguales, similares, sustitutos
o complementarios
Página web:
www.sedaqua.com
difusión en redes sociales,
Twitter, Facebook, In
Transporte especial, entrega
directamente en la obra
Canal preferido por el
comprador. Detectado con
las siembras de producto y
posterior aplicación de
cuestionario
Publicación de portafolios
de servicios de la empresa.
Marketing en empresas
mineras y afines.
Existencia de asociaciones
de comercialización o
intermediarios
Asociación de Empresarios
de Soacha - AEMSO
Exigencia de distribuidores Fácil distribución de los
productos por versatilidad
de los insumos necesarios
para la construcción del
humedal.
Exigencias de transporte Por el tamaño de los
productos no es necesario
equipos complejos para su
traslado y ensamble
Fuente: Autores
52
2.1.9 Estrategias de mercado
A continuación se relacionan las estrategias de mercado plateadas para este proyecto.
Tabla 15 Estrategias de mercado
DENOMINACIÓN PROPÓSITO CANAL
Evaluación de los canales de
comercialización
Venta al publico
Licitaciones.
Venta directa a empresas del
sector
Venta directa
Estrategia de las empresas
actuales frente a publicidad,
promociones y mercadeo
Blogs
E-Mail Marketing
Tarjetas de presentación
Redes sociales
Email Marketing
Comunicación eficiente de
las empresas actuales en el
mercado y evaluación de la
efectividad
En Colombia no se
registraron empresas que
tuvieran estrategias de
comunicación de este
producto.
Comunicación directa con el
público objetivo.
Marketing Campaña formulada a partir
de la reducción de
contaminantes en el agua
utilizada en procesos
industriales.
-Estrategia con enfoque de
reutilización del agua con
reducción de costos en la
empresa.
Prensa impresa local
Radio local
Redes sociales
Publicidad
Fuente: Autores
2.1.10 Pronóstico del mercado
Las técnicas de pronóstico disminuyen la incertidumbre sobre el futuro, permitiendo
estructurar planes y acciones congruentes con los objetivos de la organización, así como
tomar acciones correctivas apropiadas y a tiempo cuando ocurren situaciones fuera de lo
pronosticado.21
Se hará uso de la técnica de pronóstico, promedio móvil simple, ya que pueden suavizar los
datos de precios, formar líneas de tendencia y crear una ayuda visual de fácil interpretación.
Figura 13 Datos promedio móviles simples
21 CÓRDOBA, Marcial. Sobre pronóstico del mercado. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 92.
53
Fuente: Autores
2.1.11 Análisis de alternativas
A continuación, se presenta una tabla con un abanico de alternativas enmarcadas en 4
factores de selección Económico, Técnico, Temporal y Ambiental lo que determinara la
mejor alternativa de solución para el tratamiento de aguas industriales que son vertidas a las
fuentes hídricas del Municipio objeto de estudio.
Figura 14 Análisis de alternativas
ALTERNATIVA FACTOR
Económico Técnico Temporal Ambiental
1. Lagunas Anaerobias Bueno Malo Bueno Regular
2. Estación Depuradora de Aguas
Residuales (EDAR)
Malo Bueno Malo Bueno
3. Construcción de un sistema de
Alcantarillado
Regular Bueno Malo Bueno
4. Redistribución de las corrientes y
vertimiento en tanques. (sedimentación)
Bueno Regular Malo Bueno
5. Humedal Artificial de Flujo Sub
Superficial
Muy bueno Bueno Bueno Bueno
Fuente: Autores
El nivel de impacto se mide a partir de 4 ítems calificatorios: Malo, Regular, Bueno y Muy
Bueno y que fueron justificados para cada alternativa a partir de los siguientes argumentos:
54
Las lagunas anaerobias son un sistema desde el punto de vista económico Bueno
porque no necesitan de personal especializado en el montaje de este sistema y tiene
bajos costes de inversión, sobre todo si el terreno es suficientemente impermeable, y
facilidad constructiva, pero desde el punto de vista técnico es Malo pues son
necesarios del orden de 7-10 m2/hab-eq de superficie para su implantación y es
necesario impermeabilizar las balsas para evitar infiltraciones y contaminaciones
del terreno.
En la segunda alternativa se contempla una Estación Depuradora de Aguas
Residuales calificada en el factor económico como Malo por los costos de inversión
que se deben realizar en tres factores: Consultoría de estudios de ingeniería de
detalle, permisos y licencias ambientales, y por último el montaje del sistema de
tratamiento. Desde el punto de vista técnico observamos la eficiencia de la EDAR la
cual posee la gran ventaja de aportar agua potable, purificada y potabilizada para
que así, las poblaciones puedan consumirla con toda confianza, sin que el agua
tenga organismos, bacterias u otros elementos que afecten la salud de los mismos.
Por ello, es posible afirmar que, tratar el agua contribuye a una buena calidad de
vida.
Una de las alternativas que más llama la atención es la de la implantación y
construcción de un sistema de alcantarillado que dé traslado de las aguas
contaminadas al colector principal del municipio y que finalmente el municipio sea
el encargado de tratar las aguas, de allí la calificación técnica como buena. El
proceso de concertación y articulación de un trazado de conexión de alcantarillado
entre la cantera y el Municipio es un proceso largo que puede demorar largos
periodos de allí la calificación como Mala.
La cuarta alternativa contempla la redistribución de los flujos de vertimientos a unas
estructuras denominadas Tanques de Sedimentación que se constituyen básicamente
en el montaje de estanque en el cual se retiene el agua o las aguas residuales que
contengan sólidos sedimentables con el objeto de remover la materia en suspensión
por gravedad a lo que técnicamente se califica como regular debido a que solo
removerá cierta parte de los contaminantes de las aguas generadas a partir de
procesos industriales. El factor ambiental es calificado como Bueno pues no genera
propagación de vectores de infección como mosquitos y elimina polvos y partículas
contaminantes del medio ambiente.
55
2.1.12 Ciclo de vida del producto
Figura 15 Ciclo de vida, humedal artificial
Fuente: Autores
Los humedales artificiales son tecnología relativamente nueva dentro del mercado, se
observó a partir de del estudio regional, nacional e internacional que se encuentran
fundamentalmente en 3 de las fases del ciclo de vida de un producto que son:
Desarrollo.
Lanzamiento.
Crecimiento.
2.2 ESTUDIO TÉCNICO
2.2.1 Localización del proyecto
El proyecto se ubicará en las canteras de explotación minera en el sector del Vínculo, la
cual se encuentra ubicada en el municipio de Soacha.
56
2.2.2 Definición del producto
Para la construcción del humedal artificial con el cual se pretende efectuar remoción de
contaminantes de aguas industriales, se debe tener presente varios aspectos importantes
como por ejemplo la ubicación de este, la topografía del terreno y el nivel freático muy
profundo, con el fin de que no se alteraran las condiciones de la construcción y operación.
Replanteo y operaciones previas
El replanteo se debe realizar una vez escogido el lugar donde se va a emplazar el humedal,
puesto que los aspectos técnicos de topografía y geología darán la viabilidad para su
ubicación. Esta actividad se ejecutó con el fin de obtener las dimensiones exactas del
humedal piloto según su diseño. Por tal razón, en esta acción se plasmará el área superficial
del humedal según las dimensiones del diseño, para posteriormente realizar el descapote.
Tabla 16 Operaciones previas
Fotografia Descripción de la actividad
Se realizará la identificación del lugar donde
se construirá el humedal y además de ser
necesaria se efectuará rocería y remoción de
capa vegetal.
Fuente: Autores
Movimiento de tierras
Después de efectuar el replanteo, se procederá a realizar el movimiento de tierras para el
área superficial ya señalizada, esto se efectuara mediante la utilización de un sistema
mecanizado (retroexcavadora); la remoción del suelo se llevara hasta que se llegue a la
profundidad establecida en el diseño, luego se procederá a preparar la pendiente y dejar
uniforme el terreno, además se deberá controlar la compactación y revisar el perfilado de
los taludes junto con la comprobación de las dimensiones del sistema.
57
Tabla 17 Excavación
Fotografia Descripción de la actividad
Se realizará la excavación mediante la
utilización de una máquina excavadora.
Fuente: Autores
Impermeabilización
La impermeabilización de la capa subsuperficial del terreno donde se emplazará el sistema
de humedal es muy importante ya que evitara fugas, infiltraciones o perdidas del agua
garantizando la estanqueidad y por consiguiente impidiendo la contaminación del suelo y
subsuelo. Esta actividad se efectuará mediante la utilización de una membrana plástica
(geomembrana).
Tabla 18 Colocación superficie de impermeable
Fotografia Descripción de la actividad
Se realizará la instalación de la
geomembrana impermeabilizante.
Fuente: Autores
58
Estructuras de entrada y salida de agua
Las estructuras de entrada y descarga se emplearán para asegurar la distribución adecuada y
la recolección uniforme del agua que se está analizando para la investigación. El método
más comúnmente utilizado es por medio de tuberías en PVC en los sistemas de menor
tamaño consiste de una tubería múltiple perforada.
La conducción y distribución del caudal se realizará con una tubería de ½” de diámetro en
PVC para la succión del flujo de agua, ésta fue escogida por facilidad de manejo y por el
caudal tan pequeño que se manejaran.
Para la salida del agua del sistema se empleó una tubería de ½” y varios accesorios de codo
de 90° con el fin de generar una articulación y así poder controlar fácilmente la altura de la
lámina de agua que se encuentra dentro del sistema.
Tabla 19 Entrada y salida del sistema
Fotografia Descripción de la actividad
Entrada de agua al sistema mediante
mangueras de ½” y de 5mm.
Tubería en PVC de ½” para la salida de
agua del sistema.
Fuente: Autores
59
Muestreadores
Los muestreadores son tuberías de PVC perforados, cuya función primordial fue la de
poder recolectar la muestra de agua que pasa por cada una de las secciones transversales del
humedal para el posterior análisis de laboratorio; este sistema se encuentra hincado en el
sustrato sumergido y se utiliza para la toma de muestras en humedales subsuperficiales
puesto que el medio granular imposibilita su recolección.
Tabla 20 Instalación de los muestreadores
Fotografia Descripción de la actividad
Para los muestreadores se utilizará tubería en
PVC corrugada, a la cual se le realizaran
perforaciones para que el agua infiltre.
Se instalarán los muestreadores distanciados
un metro uno del otro.
Fuente: Autores
60
Relleno y acondicionamiento
La selección y empleo del medio granular, es fundamental para el sistema de humedal de
flujo sub superficial puesto que las reacciones biológicas se deben a la actividad de los
microorganismos adheridos a las superficies disponibles de sustrato sumergido.
Tabla 21 Relleno y acondicionamiento
Fotografia Descripción de la actividad
Al humedal se le agregará el medio granular
o medio de soporte y posteriormente se
efectuará la purga al sistema para quitar
material fino a la grava.
Fuente: Autores
El medio granular que se utilizara para el humedal puede ser grava, cuyas características
del material deberán ser determinadas en el laboratorio e investigadas en fuentes
bibliográficas (porosidad y tamaño efectivo).
Tabla 22 Característica del medio granular
Característica
Dato
Tamaño máximo nominal 1.5”
Tipo de material Grava
Porosidad 0.36
Fuente: Autores
61
Este material granular debe ser homogéneo en forma y tamaño, limpio, no disgregable,
además como todo material granular de canto rodado es óptimo para la retención de materia
en suspensión y microorganismos patógenos, también ayuda a la formación de biopelícula,
precipitación de fósforo, precipitación de metales pesados y soporte físico para el
crecimiento de plantas.
Figura 16 Esquema general del montaje del humedal
Fuente: Autores
Procedimiento de arranque y operación normal del sistema
Se tienen presentes unas medidas que son de vital importancia para la operación del
humedal con el fin de generar condiciones controladas para el funcionamiento normal del
sistema las cuales se citan a continuación:
Verificar las conexiones existentes en todas las secciones del humedal (entrada y
salida) que estén completamente empalmadas sin doblamientos, ni fugas.
Verificar las posiciones de la válvula que regulan el caudal de entrada al sistema.
Verificar constantemente el caudal de operación del sistema mediante el aforo por el
método volumétrico (volumen/tiempo) con el fin de garantizar el tiempo de
retención.
Vigilar la tubería de salida del agua para que esté acorde con la altura de lámina de
agua requerida para la operación normal del sistema
62
Disponer del recipiente adecuado para la evacuación del agua que ha pasado por el
tratamiento.
Revisar los muestreadores para que no se obstruyan, puesto que de allí se debe
retirar la muestra de agua a analizar.
Medir temperatura de entrada y salida del sistema.
Evitar fugas.
Comprobar que los conductos y orificios no estén obstruidos ni taponados para que
no se cólmate el sistema.
2.2.3 Definición del proceso
Para el desarrollo de la investigación se debe proceder con ciertas actividades que son de
vital importancia las cuales se rigen por la metodología planteada y se citan a continuación:
Parámetros de diseño del humedal
A continuación, se presentan los diferentes parámetros de diseños para los humedales
subsuperficiales:
63
Tabla 23 Tabla de parámetro de diseño
PARAMETRO Sistemas de manejo
de aguas
residuales22
Aguas residuales:
Tratamiento aguas
superficiales23
Tratamiento de
aguas residuales24
RANGO RANGO -
CARGA
HIDRAULICA
- - 470-1870 m3/ha*d
CARGA SST - - 390 kg/ha*d
DETENCION - 30-80 días -
PROFUNDIDAD
DE GRAVA
0.45 -1 m 0.3-0.6 m 0.45-0.75m
PROFUNDIDAD
DEL AGUA
- - 0.3-0.6
TAMAÑO MEDIO
DEL LECHO
3-32mm - -
PENDIENTE 0-5% <1-2% 1%
RELACIÓN
LARGO ANCHO
4:1 - -
Fuente: Aguas residuales: Tratamiento por humedales artificiales. Ediciones Mundi-Prensa
En la siguiente tabla se encuentra los demás reglamentos tomados en cuenta y los
parámetros escogidos para el diseño de humedales:
22 Sistemas de manejo de aguas residuales para núcleos pequeños y descentralizados. Tomo 2 Mcgraw-Hill
Interamericana S.A. 2000. 23 Seoánez Calvo, Mariano. Aguas residuales: tratamiento por humedales artificiales. Fundamentos
científicos Tecnologias y diseño. 1999 Ediciones Mundi prensa. 24 Romero Rojas, Jairo Alberto. Tratamiento de aguas residuales, teoría y principios de diseño. 3ra ED 2004.
Editorial Escuela Colombiana de Ingenieros.
64
Tabla 24 Tabla de parámetros escogidos para el diseño del humedal
PARAMETRO
US EPA 1999
RAS 2000
Utilizada para el
humedal
RANGO RANGO -
CARGA
HIDRAULICA
0.02 – 0.24
m3/m2/día
0.8 - 62 cm/día
100 - 1,000 m/día
0.032 m²/L/día
0.021m²/L/día
-
DETENCION 4-20 días 3-7-14 días
Profundidad de
grava
0.3 -0.6 m (Más
profundo a la salida)
0.6 m 0.6
Profundidad del
agua
0.15-1 m - 0.6
Porosidad de la
grava
0.18-0.35 - -
Pendiente 0.5-2% 1% 1%
Relación largo
ancho
4:1 - 4:1
Fuente: Aguas residuales: Tratamiento por humedales artificiales. Ediciones Mundi-Prensa
Tiempo de detención
Se establecerán tres pruebas para determinar cuál de los tiempos de detención son más
eficientes para el humedal en cuanto a la remoción de los sólidos suspendidos totales
(SST), y los lapsos escogidos para dichos ensayos son 3, 7 y 14 días, los cuales se
encuentran dentro del rango de la bibliografía estudiada. El primer valor se establece
teniendo en cuenta el menor tiempo y esto reduce el área del humedal real a la hora de su
diseño y construcción, la segunda magnitud se encuentra relacionada para establecer la
diferencia que se tiene con respecto al primer tiempo, con el fin de determinar qué tan
significativo es el sesgo y el tercero es debido a que es el doble del segundo en magnitud, y
con este se pretende comprobar si existe una diferencia significativa entre estos dos tiempos
en cuanto a la remoción de los parámetros a analizar.
Inclinación
El fondo del humedal debe ser inclinado uniformemente hacia la salida para facilitar el
drenaje para el mantenimiento (US EPA1999). Se debe tener cuidado durante el proceso de
la graduación para eliminar los puntos bajos, los canales, y cualquier inclinación de lado a
lado. Se puede aprovechar la gravedad en sitios naturalmente inclinados para reducir los
costos del bombeo.
65
Grava
Grava del río suavizada redondeada, y dura es recomendada sobre piedra aplastada afilada,
ya que empaca más flojamente, y permite el paso del agua (US EPA1999; Hammer
1989). La grava debe ser lavada para eliminar la materia fina que puede contribuir a tapar.
Los tamaños diferentes de grava, si están dentro de los rangos especificados, tienen poca
influencia sobre la eficiencia de la eliminación del contaminante; sin embargo, grava muy
pequeña es más susceptible a tapar, mientras grava muy grande llega a ser más difícil de
manejar durante la construcción o el mantenimiento.
La proporción de longitud ancho
No hay diferencia significativa en capacidades de tratamiento para variar proporciones de
apariencia, así que esto no es considerado un criterio importante del diseño (US EPA1999;
Hammer 1989).
Temperatura
El humedal con sus periodos de tiempo de retención tan altos garantizan la transferencia de
calor del agua al medio (aire) estableciendo una disminución de la temperatura con respecto
a la temperatura de entrada al sistema25.
Remoción de sólidos suspendidos
La falta de una superficie libre en los humedales subsuperficiales evita que las corrientes
de aire y que los sólidos vuelvan a suspenderse, lo cual produce una concentración
potencial menor de SST en el efluente. La mayoría de los sólidos se depositan o son
atrapados en el 10 a 20% del tramo inicial del flujo del lecho.26.
Diseño hidráulico del humedal
En el diseño del humedal se deben tener varios parámetros en consideración, entre los
cuales se encuentran los tiempos de retención hidráulico, los cuales influyen
considerablemente en el desarrollo de la investigación, además este es una guía para
establecer el caudal de operación; otro ítem importante es el área superficial del humedal la
cual es constante para los tres lapsos al igual que la porosidad. Con el fin de cumplir uno de
los objetivos de la investigación es importante comparar los resultados obtenidos por la
25 SEOÁNEZ CALVO, Mariano. Aguas residuales: tratamiento por humedales artificiales. Fundamentos
científicos Tecnologías y diseño.. 1999 Ediciones Mundi prensa.
26 Sistemas de manejo de aguas residuales para núcleos pequeños y descentralizados. Tomo 2 Mcgraw-Hill
Interamericana S.A. 2000.
66
operación del humedal junto a los datos arrojados por el modelo matemático, por este
motivo los parámetros de diseño deben estar acorde con el rango de carga hidráulica en el
cual se obtiene mayor confiabilidad para utilizar la ecuación matemática (variable
predictora).
Para el diseño hidráulico se asumirá un flujo en condiciones uniformes y de tipo pistón, al
igual de un cuidadoso método constructivo, para que el flujo de agua pueda romper las
resistencias creadas por el sustrato y las capas de sedimento. Durante el diseño del humedal
se seguirán los siguientes pasos:
Cálculo del área necesaria.
Profundidad del humedal.
Pendiente.
Sustrato relación largo-ancho.
Caudal
Después de realizar las pruebas hidráulicas se debe establecer el caudal de
operación para los diferentes tiempos de retención hidráulica (TRH) expuestos para
el proyecto, para ello se realizan los cálculos respectivos para regular el caudal y de
esta manera asegurar un buen funcionamiento del sistema, permitiendo la entrada de
cierta cantidad de agua en cierto tiempo, con el fin de no alterar el lapso de
retención hidráulica y por consiguiente generar cambios en la operación del sistema
de humedal por exceso o disminución de agua; ya que esto ocasionaría
permutaciones fisicoquímicos afectando el rendimiento del mismo.
Para establecer el caudal óptimo de operación con el cual se logre cumplir el tiempo
de retención deseado, se utiliza la siguiente expresión para su cálculo.
t
nyWLQ
...
Dónde:
L = Largo de la celda del humedal, m.
W = Ancho de la celda del humedal, m.
y = Profundidad de la celda del humedal, m.
n = Porosidad, o espacio disponible para el flujo del agua a través del humedal,
porcentaje expresado como decimal.
Q = Caudal medio a través del humedal, m3/d.
t= tiempo
67
Para efectos de la investigación el caudal average o promedio se toma como la
magnitud obtenida a partir de la fórmula citada anteriormente.
Qe = Caudal de salida, m3/d.
Qo = Caudal de ingreso, m3/d.
Q= caudal promedio, m3/d.
2
QoQeQ
Área superficial (As)
El área superficial está dada por el largo y el ancho del humedal
𝐴𝑠 = 𝐿 ∗ 𝑊
Carga hidráulica (CH)
𝐶𝐻 =𝑊 ∗ 𝐿 ∗ 𝑦 ∗ 𝑛
𝑊 ∗ 𝐿 ∗ 𝑡
La ecuación de la carga hidráulica simplificada queda de la siguiente manera:
𝐶𝐻 =𝑦 ∗ 𝑛
𝑡
Con esta nueva ecuación se puede establecer que los parámetros para tener en cuenta a la
hora de determinar el cumplimiento del rango óptimo de carga hidráulica son la altura de la
lámina de agua, la porosidad del medio y el tiempo de retención.
Material de soporte o sustrato
Es importante adoptar un sustrato con material inerte limpio y lavado (arena y grava); como
lo aconseja la bibliografía “una vez clasificado el material es necesario realizar ensayos de
laboratorio para determinar sus características geotécnicas como porosidad y curva
granulométrica, esto nos permite elegir el material más indicado y algunos del parámetro de
diseño27.
Porosidad
La obstrucción del lecho filtrante formada por la compactación del medio granular es un
problema común en este tipo de humedales artificiales, aun mas si la procedencia de las
27 HUMEDALES ARTIFICIALES COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO PARA AGUAS
RESIDUALES DOMESTICAS CAR. Luis Eduardo Moje Cardozo
68
aguas a tratar son producto del lavado del material triturado formando conglomerados o
bolsas de barro.
Tabla 25 Valores estimados de porosidad
MATERIAL n
Depósitos consolidados
Grava 0.25-0.40
Arena 0.25-0.50
Sedimento aluvional 0.35-0.50
Arcilla 0.40-0.70
Rocas
Basalto fracturado 0.05-0.50
Piedra caliza 0.05-0.50
Arenisca 0.05-0.50
Dolomita 0.00-0.20
Pizarra 0.00-0.10
Roca cristalina fracturada 0.00-0.10
Roca cristalina densa 0.00-0.05
Fuente: Adaptado de Fetter-Applied Hydrogeology.
Granulometría
Realizar el análisis granulométrico del material pétreo, que se va a emplear como medio
filtrante y de soporte del humedal para la realización de cualquier humedal artificial de
acuerdo a las condiciones específicas de remoción de cada escenario, es importante, puesto
que con este se puede determinar las características y distribución de tamaños del agregado,
por consiguiente la permeabilidad y la cantidad de material fino que posee, y con ello
poder definir si el medio granular que se pretende usar puede alterar o no las condiciones de
la investigación.
El análisis granulométrico se debe realizar mediante un ensayo de laboratorio utilizando
tamices de diferentes enumeraciones (tamices de abertura de tamaños decreciente),
dependiendo de la separación de los cuadros de la malla, cuyo material retenido en cada
uno de ellos debe ser pesado; como lo muestra a continuación.
69
Tabla 26 Tabla del registro fotográfico del ensayo de granulometría
Fotografía Descripción
Se escogen los tamices por los cuales se va
a pasar el material pétreo.
Escogido los tamices se procede a pasar el
material por cada uno de ellos.
Después de tamizar el material, se procede a
retirar el material retenido por cada tamiz en
un recipiente, para posteriormente efectuar
su pesaje.
70
En cada recipiente se observa distintos
tamaños del material pétreo clasificados por
los tamices utilizados.
Los recipientes se tienen listos para colocar
el material a ser pesado.
Fuente: Autores
Resultados de la granulometría
Mediante fórmulas que se muestran a continuación se calcular los porcentajes de retención
de partículas y sus tamaños, las cuales están citadas en la norma INV E-123-07.
100*75
75%TotalMasa
mdetamizelenretenidaMasaTotalMasamPasa
71
100*Re%TotalMasa
tamizelenretenidaMasatenido
AcumuladotenidoPasa Re%100%
Características del material
Si en el tamiz pasa 200 posee tan solo 0.40% de la totalidad del material se procede a
identificar el material por el método de criterio de granulometría ya que este se realiza
cuando se tiene una cantidad de finos menor al 5%, %PTN 200<5%.
Clasificación del material
El material suelo granular, donde las muestras deberán estar conformadas en su mayoría de
grava, debe cumplir con los dos requisitos granulométricos (CU) y (CC).
Tabla 27 Criterios para saber si es bien gradada o mal gradada la grava
1< CC < 3 CU > 4
NO CUMPLE CUMPLE
Fuente: Autores
2.2.4 Ficha técnica del Humedal Artificial
A continuación se detalla la ficha técnica humedal artificial/ficha para monitoreo.
72
Tabla 28 Ficha técnica
Caracterización de la Laguna Fecha:
Área (m2)
Profundidad (m) Máximo Mínimo Promedio
Playa (m)
Nutrientes (mg/L) Fósforo
T
Nitrógeno T
pH
Turbidez (m)
Clorofila-a (mg/l)
SST (mg/l)
Oxígeno Disuelto (mg/l)
DBO (mgO2/l)
Caracterización del afluente Caudal (l/s)
Nutrientes (mg/L) FT NT
pH
SST (mg/l)
DBO (mgO2/l)
Fuente: Autores
2.2.5 Evaluación del impacto ambiental
La aplicación de Humedales Artificiales como tecnología ambiental de depuración de aguas
industriales aporta una mejora en la calidad del agua, protección de ecosistemas y una
reducción significativa en las emisiones y vertimientos a las fuentes de agua del municipio
de Soacha. Posterior al tratamiento se distingue un cambio de coloración de agua haciendo
que esta sea más transparente, se logra la degradación de productos químicos, filtración de
los sólidos suspendidos totales y una reducción en la demanda química y biológica de
Oxígeno en el agua.
73
Este sistema de tratamiento no requiere de consumo energético dado que el proceso es
realizado a través del proceso de filtración e interacción biológica realizado por los
materiales granulares y por las plantas por lo que no genera un impacto ambiental
representativo como los sistemas de tratamiento convencionales como plantas de
tratamiento de aguas residuales, Lagunas de secado, Tanques de Sedimentación entre otros,
además contribuye a la reducción de dióxido de carbono en la atmósfera por el proceso que
los microorganismos que están adheridos a las paredes del material granular llevan a cabo y
visualmente no altera la calidad paisajística puesto que no requiere una construcción de
concreto o maquinas. También debido a que el agua está en menos contacto con la
atmósfera se reduce la generación de olores molestos y proliferación de mosquitos.
Su operación es menos peligrosa y complicada puesto que no requiere de una aplicación de
químicos para estar en un óptimo desempeño. Igualmente, su mantenimiento es sencillo y
no requiere gran conocimiento.
Aunque por supuesto presenta como aspectos negativos que requiere de un mayor tiempo
para lograr tener su óptimo funcionamiento pues el crecimiento de los microorganismos y
la síntesis con los contaminantes provenientes del agua están en periodos de 7,14 y 21 días,
otra desventaja es que se considera que puede llegar a sufrir una colmatación del sustrato
debido al proceso de descontaminación del agua.
Identificación de Impactos Ambientales Humedal Artificial
Primero se realizó una identificación de los impactos positivos y negativos en las diferentes
etapas del proyecto como se puede ver a continuación:
Tabla 29 Cuadro de identificación de Impactos Ambientales
Factor Etapa
Construcción Operación Mantenimiento Abandono
Abiótico
Agua +X
Aire +X
Suelo -X +X -X -X
Biótico Flora -X
Fauna +X
Socio-
económico
Económico +X +X +X
Cultural +X
Fuente: Autores
74
Para realizar la evaluación de los impactos se usó la Metodología de EPM
Tabla 30 Evaluación ambiental – metodología EPM
Impacto Clase P D E M Ca Importancia
Ambiental
Incremento en la
calidad del agua
superficial y
subterránea
+
1
0.4
1
0.8
6,8
Significativo
Reducción de
emisiones de
gases efecto
invernadero
+
1
0.2
0.3
0.2
1,0
Poco Significativo
Disminución en
la contaminación
del
suelo
+
1
0.8
0.7
0.7
5,8
Significativo
Fuente: Universidad Nacional de Colombia. Metodología para la Evaluación de Impactos
Ambientales.
Tabla 31 Evaluación ambiental – metodología EPM parte 2
Impacto Clase P D E M Ca Importancia
Ambiental
Disminución en la
contaminación
del
suelo
+
1
0.8
0.7
0.7
5,8
Significativo
Remoción de
Cobertura
vegetal por
excavación
-
1
1
0.8
0.1
3,6 Moderadamente
Significativo
75
Remoción de
Suelo
por excavación
- 1 1 0.8 0.2 4,1 Moderadamente
Significativo
Reducción de
externalidades
en población
aguas
abajo
+
0.7
0.8
0.9
0.3
3,0
Moderadamente
Significativo
Incremento de
hábitat para
polinizadores y
aves
+
0.6
0.6
0.4
0.2
1,4
Poco Significativo
Generación de
residuos por
mantenimiento y
abandono
-
0.8
1
0.1
0.3
2,6
Poco Significativo
Generación de
empleo del proyecto
+ 1 1
0.5 0.4 4,4 Moderadamente
Significativo
Fuente: Universidad Nacional de Colombia. Metodología para la Evaluación de Impactos
Ambientales.
La cuantificación se realizó teniendo en cuenta que Ca= Calificación Ambiental es igual a:
Ca=C (P(7EM+3D))
Y teniendo como base la siguiente tabla:
76
Tabla 32 Rangos de evaluación
Criterio Símbolo Rango Valor
Clase C Positivo
Negativo
+
-
Presencia P Cierta
Muy Probable
Probable Poco
Probable
No probable
1,0
0,7<0,99
0,3<0,69
0,1<0,29
0,0<0,09
Duración D Muy larga >10 años
Larga > 7 años Media
> 4 años Corta >1 año
Muy Corta < 1año
1,0
0,7<0,99
0,4<0,69
0,1<0,39
0,0<0,09
Evolución E Muy Rápida < 1 mes
Rápida < 12 meses
Media <18 meses
Lenta <24 meses
Muy Lenta > 24 meses
0,8<1,0
0,6<0,79
0,4<0,59
0,2<0,39
0,0<0,19
Magnitud M Muy Alta >80%
Alta 60%-80%
Media 40%-60%
Baja 20%-40%
Muy Baja <20%
0,8<1,0
0,6<0,79
0,4<0,59
0,2<0,39
0,0<0,19
Importancia
Ambiental
I Muy Alta 8,0<Ca<10,0 Alta
6,0<Ca<7,9
Media 4,0<Ca<5,9
Baja 2,0<Ca<3,9
Muy Baja 0,0<Ca<1,9
Fuente: Universidad Nacional de Colombia. Metodología para la Evaluación de Impactos
Ambientales.
77
2.2.6 Diseño de planta
A continuación se realiza el diseño de planta correspondiente para la producción de
humedales artificiales. Se detallan los procesos principales del diseño de plata, para conocer
de manera detallada dicha estructura, será necesario remitirse al Anexo B de este
documento.
Figura 17 Procesos y servicios
Fuente: Autores
78
Figura 18 Ejecución de procesos
Fuente: Autores
Figura 19. Matriz de intensidad de flujo
Fuente: Autores
79
Tabla 33 Diagrama Matriz Intensidad de Flujo
Fuente: Autores
2.2.7 Función despliegue de calidad
El Despliegue de la función calidad, también llamado La Casa de la Calidad, Análisis de
necesidades y expectativas, o QFD (Quality Function Deployment) es una metodología
usada en la ingeniería de la calidad para crear productos que se adapten a los gustos y
necesidades del usuario.
Con esta metodología podremos calcular de forma matemática qué características debemos
añadir al diseñar un producto o servicio. También sabremos cuáles son las características no
necesarias que aportan un sobrecoste al producto sin ser apreciadas por el usuario y nos
dará una visión de cómo está nuestro producto frente a la competencia para poder decidir
cuáles son los aspectos prioritarios a mejorar.
A través del Anexo C de este documento se puede observar la implementación de esta
metodología.
80
2.3 LA ORGANIZACIÓN
2.3.1 Estructura legal
Para el buen desarrollo de esta investigación fue necesario plantear, de manera general, la
normatividad aplicable al tratamiento de aguas residuales, ya que es importante tener un
referente en cuanto a eficiencia en remoción de contaminantes, con el ánimo de cumplirse
con lo requerido en la norma de vertimientos.
Constitución política de 1991
La constitución política es el primer referente en cuanto a normatividad se refiere, ya que
muchos de sus artículos enfatizan en el respeto por el medio ambiente; por ejemplo el
artículo 79 habla sobre el derecho que tenemos todos los colombianos a gozar de un
ambiente sano; pero así mismo el artículo 82 plantea el deber que tenemos de proteger los
recursos naturales; por su parte el artículo 80 deja claro el deber del estado de prevenir y
controlar los factores de deterioro ambiental. Es así como quien genere vertimientos
industriales debe garantizar que éstos no impacten de manera adversa los recursos
naturales.
Ley 99 de 1993
Mediante la ley 99 de 1993 se crea el Ministerio del Medio Ambiente, actualmente
Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. También se crea el Sistema
Nacional Ambiental SINA.
Es importante destacar que si no existiera un organismo encargado de dictar y hacer
cumplir las normas ambientales, difícilmente la industria y municipios en general
invertirían dinero para tratar sus vertimientos; por tal motivo la creación del MAVDT y del
SINA es un paso firme para así garantizar el derecho a gozar de un ambiente sano
planteado en la constitución política.
Decreto 1594 de 1984
Es mediante el decreto 1594 de 1984 que el gobierno nacional establece los estándares
máximos permisibles de vertimientos para todo el territorio nacional.
Es importante decir que el decreto 1594/84 en específico en el capítulo VI referente a
vertimientos de residuos líquidos, establece criterios y rangos de vertimiento de agua para
varios parámetros los cuales se presentan en la tabla 14.
81
Tabla 34 Parámetros de referencia decreto 1594 de 1984.
REFERENCIA USUARIO EXISTENTE USUARIO NUEVO
pH 5 a 9 unidades 5 a 9 unidades
Temperatura < 40 °C < 40 °C
Material flotante Ausente Ausente
Grasas y aceites Remoción ≥80% en carga Remoción ≥80% en carga
Sólidos suspendidos
domésticos o industriales
Remoción ≥50% en carga Remoción ≥80% en carga
DBO para desechos
industriales
Remoción ≥20% en carga Remoción ≥80% en carga
Fuente: Adaptado del decreto 1594 de 1984
RAS 2000
Indudablemente otra norma que vale la pena resaltar en este documento es el Reglamento
Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, ya que en su título E
“Tratamiento de aguas residuales” se hace referencia al sistema de tratamiento en el origen.
En dicho aparte se plantea el tratamiento por medio de tanques sépticos y como post
tratamiento se dejan varias opciones dentro de las cuales se encuentra la opción del sistema
de humedales artificiales de flujo subsuperficial.
Actualmente los sistemas de humedales pasaron de ser un sistema de post tratamiento de
tanques sépticos para aguas residuales domésticas, a un sistema complejo mediante el cual
se tratan aguas residuales industriales, agrícolas y residuos de ácidos de minas, entre otros
(US EPA, 2000).
2.3.2 Estructura administrativa
La realización de un proyecto, necesita del diseño de una infraestructura administrativa que
permita la acción conjunta y coordinad de un sinnúmero de elementos materiales, humanos
y financieros, a fin de alcanzar el objetivo propuesto. La estructura administrativa debe
responder a las necesidades del proyecto.28
A continuación se detalla el organigrama correspondiente con sus respectivas funciones.
28 CÓRDOBA, Marcial. Sobre la estructura administrativa. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 169.
82
Figura 20 Organigrama
Fuente: Autores
83
Funciones
A continuación se detallan las funciones para cada uno de los cargos dentro del
organigrama.
Tabla 35 Funciones junta directiva
CARGO FUNCIONES
Junta Directiva
Funciones de negocio
Definir la visión estratégica de la
organización
Participar en la toma de decisiones.
Aprobar las operaciones relevantes.
Funciones de representación y de
administración
Nombrar de entre sus miembros un
delegado para la ejecución de actos
concretos.
Ejercerá los poderes que le hayan sido conferidos por la asamblea.
Conferir poderes en nombre de la sociedad.
Convocar asambleas de accionistas.
Funciones regulatorias
Aprobar la adquisición, arrendamiento enajenación de los bienes muebles e
inmuebles de la organización.
Proponer la creación e integración de los diversos comités, así como elaborar
sus objetivas, políticas y lineamientos.
Formular los cambios, cuando se estime necesario, los objetivos, políticas y
lineamientos.
Fuente: Autores
84
Tabla 36 Funciones gerencia general
CARGO FUNCIONES
Gerencia general
Representar legalmente a la
organización
Cumplimiento de la legislación, estatutos y acuerdos tomados.
Regularización de las existencias de bienes consignadas en los inventarios.
Tomar decisiones inmediatas e la función administrativa de la empresa.
Firmar y autorizar pagar a los
trabajadores cuando el caso lo requiera.
Reunirse mensualmente con los directivos.
Fuente: Autores
Tabla 37 Funciones asesoría legal
CARGO FUNCIONES
Asesoría Legal
Asesoría Laboral
Se encargan de la supervisión y
cumplimiento de los contratos y
obligaciones laborales de la empresa y el
personal general de la obra.
Asesoría Administrativa
Está encargada de la supervisión y
cumplimiento de los contratos con las
entidades contratantes emitiendo los
conceptos oportunos para que los contratos
se desarrollen y se cumplan.
Asesoría tributaria
Se encarga de supervisar el cumplimiento
de las políticas tributarias con ajuste a las
normas legales vigentes.
Asesoría jurídica
Se encarga de la elaboración y revisión para
firmar cualquier tipo de contrato que se
contraiga frente a los terceros y la asesoría
emitiendo conceptos jurídicos especiales.
Fuente: Autores
85
Tabla 38 Funciones auditoría externa
CARGO FUNCIONES
Auditoría Externa
Consiste en el examen de los estados
financieros independientes, mediante la
aplicación de unos procedimientos sujetos a
unas normas generalmente aceptadas, su
objetivo es expresar una opinión sobre la
razonabilidad con que dichos documentos
presentan la situación financiera, los
resultados de sus operaciones y los cambios
en su posición financiera conforme a los
principios de contabilidad generalmente
aceptados y aplicados con uniformidad.
Fuente: Autores
Tabla 39 Funciones proyectos
CARGO FUNCIONES
Proyectos
Planeación de los proyectos
Correcta ejecución de proyectos
Descripción detallada de los proyectos.
Realizar la evaluación de los proyectos
asignados.
Fuente: Autores
Tabla 40 Funciones dirección administrativa
CARGO FUNCIONES
Dirección Administrativa
Planeación, organización, dirección y control del trabajo de los miembros de
la organización.
Vigilar los objetivos de la organización.
Concebir estrategias y programas de capacitación a los empleados.
Estudio del entorno organizacional.
Fuente: Autores
86
Tabla 41 Funciones contabilidad
CARGO FUNCIONES
Contabilidad
Manejo de nómina, bancos y viáticos.
Registrar, analizar e interpretar la información financiera.
Recepción de facturas y comprobantes de retención.
Coordinar el pago de proveedores fechas de vencimiento y valores de
pago.
Custodia y emisión de cheques.
Conciliaciones bancarias.
Proceso de nómina.
Preparar y presentar informes sobre la
situación financiera.
Fuente: Autores
Tabla 42 Funciones almacén
CARGO FUNCIONES
Almacén
Comprobar arribo de materiales.
Asignar espacios para el
almacenamiento.
Responder por materiales recibidos.
Registrar entrada y salida de materiales.
Informar sobre stocks y puntos de
equilibrio.
Codificar materiales.
Elaborar paz y salvo de almacén.
Fuente: Autores
Tabla 43 Funciones conductor
CARGO FUNCIONES
Conductor
Conducir vehículos para transportar personas, materiales y equipos.
Recibir, transmitir y anotar mensajes
Realizar otras tareas afines y
complementarias.
Fuente: Autores
87
3. EVALUACIÓN DEL PROYECTO
A través del siguiente capítulo, se definen los criterios financieros que soportan la
viabilidad económica del proyecto, la ejecución de la manera más óptima los recursos
financieros con los cuales se pondrá en marcha el proyecto.
3.1 MARCO FINANCIERO
En el marco financiero se especifican las necesidades de recursos a invertir, su forma de
financiación y las estimaciones de ingresos y egresos para el periodo de vida útil del
proyecto.29
3.1.1 Inversiones del proyecto
A continuación se detallan cada uno de los costos de inversión fija necesarios para la
elaboración y puesta en marcha de un humedal artificial, los cuales están basados dentro del
marco del Instituto de Infraestructura y Concesiones de Cundinamarca (ICCU), entidad que
se encarga de programar la ejecución de los proyectos con participación de capital privado
en infraestructura a cargo del Departamento de Cundinamarca.
Dentro del Anexo D de este documento, se detallan cada uno de estos costos fijos,
subdivididos en diferentes conceptos y/o etapas con los precios expresados en pesos
colombianos (COP).
29 CÓRDOBA, Marcial. Sobre marco financiero. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 186.
88
Figura 21 Presupuesto para cada sistema de tratamiento
Fuente: Autores
3.1.2 Presupuesto de ingresos y egresos
Presenta el análisis descriptivo de los ingresos y gastos presupuestados en el tiempo, de tal
forma que facilite el establecimiento del flujo de caja proyectándolo durante la vida útil del
proyecto.
Dentro del Anexo E – Costos indirectos, se encuentra detallados cada uno de los costos
indirectos relacionados para la construcción de humedales artificiales.
89
Figura 22 Costos indirectos
Fuente: Autores
90
3.2 EVALUACIÓN FINANCIERA
Con el estudio de mercado se busca estimar la cantidad de bienes y servicios que la
comunidad o los interesados adquirirán a determinado precio. De igual manera recopila y
analiza antecedentes para conocer la conveniencia de producir y atender una necesidad.30
3.2.1 Flujo de caja31
El flujo de caja es el registro de todos los ingresos y egresos a la caja a lo largo del tiempo.
Dicho flujo se puede proyectar para efectos de la evaluación de la viabilidad de un
proyecto.
Los anteriores conceptos de flujo de caja, se encuentran construidos dentro del Anexo F –
Evaluación financiera, de este documento.
3.2.2 Valor Presente Neto (VPN) 32
El Valor Presente Neto mide la rentabilidad del proyecto en valores monetarios que
exceden a la rentabilidad deseada después de recuperar toda la inversión.
Análisis: En el Anexo F de este documento – Flujo de caja, se observa el valor del VPN.
Para el proyecto planteado, se evidencia una VPN positiva, la inversión inicial produciría
ganancias para los inversionistas. Se acepta el proyecto, por lo tanto se evidencia la
viabilidad del mismo.
El valor Presente Neto, ha sido calculado para el flujo de caja, el costo de oportunidad,
flujo de caja inversionista y flujo de caja con financiamiento. Se encuentra disponibles
dentro del Anexo E – Evaluación financiera.
3.2.3 Tasa Interna de Retorno (TIR) 33
La tasa interna de retorno, conocida como la TIR, refleja la tasa de interés o de rentabilidad
que el proyecto arrojará periodo a periodo durante toda su vida útil.
30 CÓRDOBA, Marcial. Sobre el Estudio de mercado. Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 52. 31 La importancia de construir los flujos de caja de un proyecto. Sobre gestión de proyectos. Universidad ESAN. 2016. 32 CÓRDOBA, Marcial. Sobre el Valor Presente Neto (VPN). Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 236. 33 CÓRDOBA, Marcial. Sobre la Tasa Interna de Retorno (TIR). Formulación y Evaluación de Proyectos – 2da Edición. Bogotá: Ecoe Ediciones Limitada, 2011. p. 242.
91
Análisis: En el Anexo F de este documento – Flujo de caja, se observa el valor del TIR.
Para el proyecto planteado, se evidencia una TIR con un valor mayor a la tasa de
interés de oportunidad. Se acepta el proyecto.
La Tasa Interna de Retorno, ha sido calculada para el flujo de caja, el costo de oportunidad,
flujo de caja inversionista y flujo de caja con financiamiento. Se encuentra disponibles
dentro del Anexo E – Evaluación financiera.
Figura 23 Información entrada flujo de caja
Fuente: Autores
92
Figura 24 Flujo de caja, VPN y TIR
Fuente: Autores
93
CONCLUSIONES
Se han establecido los estudios iniciales de prefactibilidad en dónde se observa en cada uno
de los procesos la viabilidad técnica y operativa de la implementación de humedales
artificiales en el Municipio de Soacha, ha sido posible establecer que este tipo de
soluciones es la que mejor se adapta a las necesidades actuales para reducir las cargas
contaminantes en el río Soacha.
A través de la realización del estudio de mercado, se evidencia la viabilidad integral del
proyecto, en dónde se evalúa la oferta y la demanda que permite demostrar la necesidad
actual del producto dentro del mercado de la explotación minera y que afecta el cuerpo de
agua en el municipio de Soacha. Así como las condiciones geográficas de la zona, proceso
que se lleva a cabo en el diseño del producto.
La evaluación financiera permitió observar resultados positivos en su implementación
desde el punto de vista económico frente a otras ofertas en el mercado, demostrando así a
inversionistas la rentabilidad del proyecto y generando seguridad para inicio del mismo.
Los bajos costos en su construcción e implementación confirman que es la opción más
acertada para dar solución a la problemática planteada.
A través de la normatividad vigente, es posible llevar a cabo el montaje de humedales
artificiales en la zona, ya que contribuye al plan de desarrollo del Municipio. Dado a la gran
cantidad de títulos mineros que se encuentran operando actualmente, los niveles de
contaminación generados son muy altos. La implementación de humedales artificiales
permite disminuir esta carga contaminante mejorando la calidad de vida de los habitantes a
zonas aledañas de explotación minera y de igual manera permitirá a estas industrias
proporcionar en sus proyectos una solución tecnológica viable.
94
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97
ANEXOS
ANEXO A – PRONÓSTICO PROMEDIO MÓVIL SIMPLE
ANEXO B – ANÁLISIS DE PROCESOS HUMEDAL ARTIFICIAL
ANEXO C – MATRIZ QFD HUMEDAL ARTIFICIAL
ANEXO D – PRESUPUESTO HUMEDAL ARTIFICAL
ANEXO E – COSTOS INDIRECTOS
ANEXO F – EVALUACIÓN FINANCIERA
