Estudio de los índices de calidad de agua y contaminación quebrada El Hobito en el municipio de Hobo en el departamento del Huila

Liliana España Pinilla, Ingeniera de Sistema, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, lilianaespana@gmail.com

Resumen: El presente artículo se da a conocer el análisis realizado mediante índices de calidad del agua de acuerdo a la NFS, los índices de contaminación, cargas contaminantes y tasas retributivas de acuerdo a la normatividad colombiana, en la quebrada El Hobito y la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) en el municipio de Hobo, Departamento del Huila.

Palabras claves: Índice de calidad de agua, índice de contaminación, tasas retributivas.

Abstract: This article is provided by the analysis of water quality indexes according to the NFS, the pollution, pollutant loads and effluent charges according to Colombian law, in the ravine El Hobito and treatment plant wastewater in the town of Hobo, Huila Department.

Keywords: Water quality index, pollution index, effluent charges.

Introducción

El presente artículo permite dar a conocer los resultados de un análisis de los índices de calidad de agua e índices de contaminación a base de las muestras de agua tomadas en la visita realizada a la planta de tratamiento de aguas residuales de la quebrada El Hobito, en el municipio de Hobo, en el Departamento del Huila.

Hobo, es un municipio que cuenta con una población urbana 5166 personas y rural de 1596 (DANE 2005), donde sus principales actividades económicas son la agricultura, donde se cultivan principalmente café, yuca, plátano, fríjol, lulo, mora, curuba, granadilla entre otros; la ganadería con la cría de ganado doble propósito y especies menores; la piscicultura y/o pesca artesanal en el embalse de Betania; la explotación de canteras y extracción de arena como material base para arreglo de vías.

Teniendo en cuenta que las actividades del municipio requieren utilización de grandes cantidades de agua, como por ejemplo el riego para los cultivos, la captación de agua potable para la población urbana y rural, para la piscicultura y por supuesto depósitos para los residuos sólidos de lo mencionado anteriormente. Con el presente estudio se analizará la eficiencia de la planta de tratamiento de aguas residuales, la calidad del agua de la quebrada El Hobito, las cargas contaminantes que le llegan a este afluente y la tasas retributivas; enmarcados dentro de la reglamentación colombiana del Decreto 1594 de 1984, el 2667 de 2012, el 3930 de 2010, el 4728 de 2010.

Metodología

Para la realizar la caracterización de fuentes de agua superficial y sistemas de tratamiento de agua residual doméstica en lagunas de oxidación y quebrada El Hobito en el municipio de Hobo, de la siguiente forma:

Realizar actividades de aforo y muestreo en cuerpos de agua superficial y en aguas residuales domésticas.

Analizar parámetros fisicoquímicos y microbiológicos en campo y laboratorio.

Evaluar el comportamiento de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos y calcular los índices de calidad y contaminación y la carga contaminante en dos puntos de la quebrada El Hobito, los índices analizados son:

Índice de calidad del agua (WQINSF). Índices de Contaminación (ICO).

o Índice de contaminación por mineralización.

o Índice de contaminación por materia orgánica.

o Índice de contaminación por sólidos suspendidos.

o Índice de contaminación por nivel de fósforo

Evaluar la carga contaminante, porcentaje de remoción y tasa retributiva en la planta de tratamiento de agua residual doméstica del municipio de Hobo.

En la figura 1 se puede observar la quebrada El Hobito y el sistema de tratamiento de aguas residuales. En los puntos Entrada 1 y Salida 2 en la PTAR, Arriba 3 y Abajo 4 en la quebrada, se tomaron las muestras de agua realizando un análisis in situ y de laboratorio. Los parámetros de agua superficial son los siguientes: caudal (realizada por dos métodos molinete y flotador), temperatura, PH, Turbiedad, Conductividad (se midió la temperatura del ambiente), Alcalinidad, dureza, Oxígeno Disuelto y Demanda Biológica de Oxígeno, a los cuales se le tomaron dos muestras a cada uno. Los parámetros de la planta de tratamiento de aguas residuales son los siguientes: caudal (realizado por flotador volumétrico e hidráulico), Temperatura, PH y Conductividad.

Figura 1. Planta de tratamiento de aguas residuales y quebrada El Hobito.

En el laboratorio se integraron las muestras para hallar sólidos totales, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, nitratos, fosfatos, grasas y aceites. En el laboratorio externo se hallaron fósforo total, Coliformes totales y fecales.

Resultados

A continuación en la Tabla 1 se presenta los resultados del análisis in situ para cada uno de los parámetros mencionados anteriormente de la quebrada El Hobito en el Punto Arriba 3 y Abajo 4 (Ver Figura 1):

Resultados Análisis In Situ QUEBRADA

PARAMETROSUNIDADE

SAGUAS ARRIBA

PromedioAGUAS ABAJO

Promedio

Caudal Lts/seg 180 150 165 191 180 185,5Temperatura °C 26,5 24,1 25,3 25,6 31,7 28,65PH Unidades 7,6 7,6 7,6 7,9 8 7,95Conductividad Us/cm 240 240 240 290 280 285Oxígeno Disuelto

mg/L 4,4 3,6 4 34 35 34,5

Alcalinidad mg/L 110 125 117,5 115 130 122,5Dureza mg/L 90 120 105 130 120 125Turbiedad NTU 19 28 23,5 91 65 78

Tabla 1. Resultados parámetros tomados in situ de la quebrada

Luego se presenta en la Tabla 2 los resultados del análisis in situ para cada uno de los parámetros para la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales en los Puntos Entrada 1 y Salida 2 (Ver Figura 1):

Resultados Análisis In Situ PTAR

PARAMETROS

UNIDADES

AGUAS ARRIBA

AGUAS ABAJO

Caudal Lts/seg 14,5 13,9 14,2 11,5 12 11,75Temperatura °C 25,5 25,4 25,45 26,3 24,5 25,4PH Unidades 6,9 6,9 6,9 7,8 7,8 7,8Conductividad Us/cm 580 500 540 520 510 515

Tabla 2. Resultados parámetros tomados in situ de la PTAR

Como se mencionó anteriormente se presenta a continuación los parámetros de la quebrada hallados en el laboratorio de la quebrada El Hobito:

Resultados Laboratorio Quebrada

PARAMETROS UNIDADESAGUAS ARRIBA

AGUAS ABAJO

Sólidos Totales mg/L 190 280Sólidos Suspendidos mg/L 20 80Sólidos Disueltos mg/L 170 200Nitratos mg/L 6 10

Sulfatos mg/L 0,03 0,045Fósforo Total mg/L 0,01 0,015

Coliformes TotalesMicroorganismos/

L800 1500

Coliformes FecalesMicroorganismos/

L300 1000

Tabla 3. Resultados laboratorio de la quebrada

Índice de calidad del agua: A continuación en la Tabla 4 se presenta los valores de Wi (factor de importancia del parámetro i) e Ii (valor del parámetro obtenido del laboratorio y campo) y el cálculo del índice:

ICA (WQI) AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJOPARAMETRO

SWi Dato Lab/Campo Ii Wi*Ii Dato Lab/Campo Ii Wi*Ii

O. Saturación0.17 51.22

46

7.82 47.443

7.31

PH0.12 7.6

92

11.04

7.9590

10.8

DBO0.10 2.29

85

8.5 3.7173

7.3

NO30.10 6

65

6.5 1050

5.0

PO40.10 0.03

97

9.7 0.04562

6.2

Coliformes Fecales

0.15 30035

5.25 100020

3

Desviación Temperatura

0.10 4.742

4.2 4.940

4

Turbidez0.08 2.35

96

7.68 7.882

6.56

Solidos Totales0.08 190

74

5.92 28062

4.96

TOTAL ∑66.6

1TOTAL ∑

55.13

Tabla 4. Índice de calidad de la quebrada

Índice de contaminación por mineralización (ICOMI): En la tabla 5 se puede observar los valores de Conductividad, Dureza y Alcalinidad aguas arriba y aguas debajo de la quebrada.

CALCULO ICOMIPARÁMETROS AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO

Conductividad 0.85 1.0

Dureza 0.63 1.0

Alcalinidad 0.57 0.58

Total 0.68 0.86Tabla 5. ICOMI de la quebrada

Índice de contaminación por materia orgánica (ICOMO): En la tabla 6 se puede observar los valores de Demanda Biológica de Oxígeno, Coliformes Totales y porcentaje de saturación de oxígeno disuelto.

CALCULO ICOMOPARÁMETROS AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO

DBO 0.20 0.34Coliformes Totales 0.184 0.33% saturación OD 0.49 0.52

Total 0.29 0.4Tabla 6. ICOMO de la quebrada

Índice de contaminación por sólidos suspendidos (ICOSUS): En la tabla 7 se puede observar el valor de sólidos suspendidos aguas arriba y aguas debajo de la quebrada.

CALCULO ICOSUSPARAMETROS AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO

Sólidos Suspendidos 0.04 0.22Clasificación Muy bajo Baja

Tabla 7. ICOSUS de la quebrada

Índice de contaminación por nivel de fósforo (ICOTRO): En la tabla 8 se puede observar el valor del Fósforo total aguas arriba y aguas debajo de la quebrada

CALCULO ICOTROPARAMETROS AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO

PT 0.01 0.015Clasificación Mesotrofía Mesotrofía

Tabla 8. ICOTRO de la quebrada

Tasas retributivas y Montos a pagar: De acuerdo al decreto 2667 de 2012 que reglamenta la tasa retributiva para utilización del recurso hídrico como receptor de vertimientos puntuales.

Se calcularon las cargas contaminantes de acuerdo al Decreto 2667 de 2012 tanto para la Entrada1 y Salida 2 de la PTAR y Aguas Arriba y Aguas Abajo de la Quebrada a continuación se presentan estos resultados en la Tabla 9 y 10:

PTAR

PARAMETROSCARGAS

CONTAMINANTESENTRADA 1

CARGAS CONTAMINANTE

SSALIDA 2

REMOCIÓN

PTAR

EFICIENCIA PTAR

Grasas y aceites 7.28 1.52 5.76 79.12Sólidos suspendidos

121.39 15.22 106.17 87.46

Demanda Biológica de Oxígeno

206.36 21.47 184.89 89.6

Tabla 9. Cargas Contaminantes y eficiencia de la PTAR

QUEBRADA

PARAMETROSAGUAS ARRIBA

Carga Contaminante

AGUAS ABAJO

Carga Contaminante

Demanda Biológica de Oxígeno

32,64 465,31 59,3 950,41

Tabla 9. Cargas Contaminantes por DBO en la quebrada

Conclusiones

Usos del agua

Teniendo cuenta el artículo 38 del Decreto 1594 de 1984 el agua de la quebrada teniendo en cuenta los parámetros de Nitratos, PH, Coliformes Totales y Fecales tanto aguas arriba como aguas debajo de la quebrada El Hobito es un líquido aceptable para consumo humano y doméstico siempre y cuando se le aplique un tratamiento convencional. Sin embargo, esta agua no es aceptable aguas abajo si solo se utiliza la desinfección debido a que la cantidad de coliformes totales sobre pasa la cantidad aceptable de acuerdo al artículo 39 del Decreto 1594 de 1984.

Ahora bien, para uso agrícola por PH, Coliformes totales y fecales es aceptable de acuerdo al artículo 40 del Decreto 1594 de 1984, sin embargo, se deben realizar otros análisis en cuanto a presencia de otros elementos químicos en la quebrada.

En cuanto a si el uso piscícola de la quebrada solo se puede determinar que es aceptable por los Nitratos los cuales están dentro del rango admisible del artículo 41 del Decreto 1594 de 1984, por lo tanto es recomendable realizar otros análisis en cuanto a presencia de otros elementos químicos en la quebrada.

Índices de calidad del agua e Índices de Contaminación:

En cuanto al índice de calidad general del agua (WQINSF) de la quebrada El Hobito de acuerdo al resultado de la tabla 4 se tiene que la calidad es regular tanto aguas arriba como aguas abajo, que relacionado a lo anteriormente dicho en cuanto al uso para consumo humano con un tratamiento apropiado puede ser admisible para este fin.

En cuanto a los índices de contaminación ICO se deduce lo siguiente:

El agua de la quebrada El Hobito tiene una contaminación alta por microorganismos aguas arriba y una muy alta presencia de microorganismos aguas abajo (Tabla 5), esto se debe al vertimiento de la PTAR, que debido a que ésta no se encuentra con su

infraestructura completa no puede realizar su remoción completa por la falta del Hipoclorito que termina disminuyendo la presencia de microorganismo en la última etapa del proceso de la planta.

Ahora bien, la contaminación tanto aguas arriba como aguas abajo en la quebrada por materia orgánica es baja (Tabla 6).

La contaminación por sólidos suspendidos de la quebrada es muy baja y baja tanto aguas arriba como aguas abajo respectivamente (Tabla 7).

Sin embargo, la contaminación por nivel de fósforo da como resultado una condición mesotrófica del agua tanto aguas arriba como aguas abajo, lo que indica que la quebrada está medianamente contaminada, tiene una productividad intermedia el agua de la quebrada es clara y niveles medios de nutrientes.

Cargas contaminantes y tasas retributivas

En cuanto a la planta de tratamiento de aguas residuales se puede deducir que es eficiente en cuanto a la remoción de grasas y aceites, sólidos suspendidos y demanda biológica de oxígeno, donde los porcentajes de eficiencia se encuentran entre un 79% a un 90%, que si se compara con el decreto 1594 de 1984.

El monto a pagar por el vertimiento de la PTAR calculado de acuerdo al decreto 2667 de 2012, y teniendo en cuenta que Factor Regional que fue utilizado en esta actividad fue 1, tenemos que el monto a pagar tanto diario como anual, se pueden observar en la Tabla 11:

MONTO A PAGAR DBOSÓLIDOS

SUSPENDIDOSGrasas y Aceites

Día $ 2.533,46 $ 745,78 $ 2.533,00Año $ 2.121.467,60

Tabla 11. Montos a pagar

Ahora bien, la quebrada El Hobito en cuanto a demanda biológica de Oxígeno aguas abajo tiene una carga contaminante más elevada que aguas arriba debido a que en el vertimiento de la PTAR aporta cantidad considerable de microorganismos lo cual aumenta el consumo de oxígeno para oxidar la materia orgánica.

Bibliografía

Informe de gestión vigencia 2012, Empresa de Servicios Públicos Domiciliarios “EMUSERHOBO S.A. E.S.P.” http://hobo-huila.gov.co/apc-aa-files/30316232373836316262336630386130/informe-de-gestion-2012.pdf

Análisis comparativo de indicadores de la calidad de agua superficial, Revista Avances en recursos hidráulicos, Número 14, Octubre de 2006, Medellín ISSN 0121-5701 http://www.bdigital.unal.edu.co/5011/1/No.14-2006-2.pdf

Decreto 2667 de 2012 y Decreto 1594 de 1984 http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=51042