MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

ANÁLISIS DE LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS, INDUSTRIALES Y URBANAS, Y LOS PROCESOS CON FILTROS VERDES.

Presentado por:

EDUARDO LEÓN MIER LUZ ADRIANA CASTAÑO BUITRAGO

JAVIER EDUARDO QUITIAQUEZ SEGURA JHENNY KATHERINE HUETIO PASSOS

UNIVERSIDAD DE MANIZALES MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

MAYO, 2015

ANÁLISIS DE LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS,

INDUSTRIALES Y URBANAS, Y LOS PROCESOS CON FILTROS VERDES.

Trabajo presentado por:

EDUARDO LEÓN MIER

LUZ ADRIANA CASTAÑO BUITRAGO

JAVIER EDUARDO QUITIAQUEZ SEGURA

JHENNY KATHERINE HUETIO PASSOS

Módulo:

MANEJO INTEGRADO DE AGUA

Docente:

Nelson Rodríguez Valencia

UNIVERSIDAD DE MANIZALES

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

SEMESTRE II

2015

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN .................................................................................................................... 4

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 5

OBJETIVOS ................................................................................................................. 7

1. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN. ....................................................................... 8

1.1 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ................................................... 8

1.2 ETAPAS DEL PROCESO ............................................................................... 8

1.2.1 Tratamiento Preliminar .......................................................................... 9

1.2.2 Tratamiento Primario ............................................................................. 9

1.2.3 Tratamiento Secundario ...................................................................... 10

1.2.4 Tratamiento Terciario .......................................................................... 11

1.3. TRATAMIENTO DE LODOS ............................................................................ 12

1.3.1 El acondicionamiento químico ................................................................ 12

1.3.2 El tratamiento físico ............................................................................ 12

1.3.3 Deshidratación de lodos ..................................................................... 12

2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS ............................... 13

2.1 Desde el contexto social.................................................................................... 14

2.2 Desde el contexto Económico ...................................................................... 15

2.3 Desde el contexto Técnico............................................................................ 16

2.4 Desde el contexto Ecológico ............................................................................. 17

2.5 Desde el contexto Cultural ................................................................................ 18

2.6 Desde el contexto Político ................................................................................. 19

2.6 Desde el contexto Legislativo ............................................................................ 19

3 Alternativa para cumplir con la normatividad legal vigente – implantación de

sistemas terciarios - Depuración con Humedales Construidos ............................ 24

3.2 Tratamiento de aguas residuales industriales. .............................................. 28

3.2.1 Tratamiento de aguas residuales industriales y sus avances científicos ..... 31

4 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS ...................................... 32

5 DEPURACIÓN CON PLANTAS MACROFITAS EN FLOTACIÓN – FILTROS

VERDES ..................................................................................................................... 35

6 CONCLUSIONES ................................................................................................ 40

7 BIBLIOGRAFÍA. .................................................................................................. 43

ANÁLISIS DE LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS,

INDUSTRIALES Y URBANAS, Y LOS PROCESOS CON FILTROS VERDES.

RESUMEN

Por medio del presente trabajo se pretende hacer un análisis de las

problemáticas que enfrentan los seres humanos en este momento en consecuencia a las malas prácticas en el manejo de las aguas residuales que durante años se han desarrollado en diferentes ámbitos y especialmente en el industrial, doméstico y urbano. Durante el desarrollo del mismo, se describen de forma amplia los diferentes procesos por medio de los cuales se puede hacer un tratamiento de aguas residuales y finalmente se hace un proceso reflexivo dando una mirada a algunas leyes que velan por el cuidado y protección de los recursos hídricos tratando de controlar los temas relacionados con vertimientos de aguas y contaminación de las fuentes hídricas.

Este trabajo aborda la problemática de las aguas residuales y sus múltiples

razones de uso, en los diferentes contextos desde el hogar hasta un contexto urbano pasando por lo rural donde las diferentes acciones socio naturales generan cambios multieconómicos, ocasionando un sinnúmero de sucesos que llevan el consumo y deterioro del recurso agua.

Finalmente se aborda el tema de filtros verdes que consiste en la aplicación de

un caudal controlado de agua residual sobre la superficie del terreno, donde previamente se ha instalado una masa forestal o cultivo

INTRODUCCIÓN

Uno de los problemas de mayor impacto del medio ambiente en el territorio nacional,

regional y local, es la contaminación de los ecosistemas hídricos por los vertimientos de aguas residuales sin ningún tratamiento, esta acción trae como consecuencia la disminución de la calidad del agua, la disminución de las especies nativas vegetales y animales, y en general el deterioro los ecosistemas estratégicos en los municipios colombianos, desvalorizando, además, la calidad de vida de los habitantes tanto en las zonas urbanas como rurales, restando, también, los atributos paisajísticos de los entornos en donde dichas aguas residuales son vertidas con innumerables agentes contaminantes.

Sin embargo, a pesar de que existen los instrumentos legales para la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), todos los municipios tienen la obligación de diseñar, construir y operar éstas plantas, manifiesto que no ha sido cumplido a cabalidad por las administraciones territoriales, en primer, lugar por las condiciones económicas, en segundo lugar, por las circunstancias técnicas y finalmente, por la falta de gestión eficaz de los ediles, ante las instituciones regionales, nacionales e internacionales, continuando con la contaminación a los sistemas hidrográficos en los sectores urbanos y rurales de las respectivas jurisdicciones municipales.

La dramática situación por la contaminación de ríos, quebradas y cuerpos de

agua en Colombia por aguas residuales, empieza en los hogares e industrias y su foco está en los lavaplatos, lavamanos, en las duchas y cocinas así como en casi todas las actividades humanas e industriales, se generan aguas residuales, las cuales en las mayorías de nuestras ciudades reciben poco tratamiento y un alto porcentaje de estas llega a los ríos sin ser tratada, convirtiéndose así en un problema para el sector agrícola y para la salud de las personas.

Las grandes empresas de servicios públicos cuentan con plantas de tratamiento

de agua residuales y potabilización de agua para poder prestar el servicio de agua a la comunidad. Cada tratamiento de agua, varía de acuerdo a la contaminación que presente la zona, sin embargo, en Colombia esta cobertura no es del 100%. Es de gran importancia reconocer lo indispensable que se vuelve el tratamiento de estas aguas antes de ser vertidas nuevamente a los afluentes naturales, además es necesario implementar diferentes estrategias como el control y manejo adecuado de las basuras, para disminuir la contaminación a las diferentes fuentes hídricas.

Se consideran Aguas Residuales a los líquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad (domésticas, comerciales, industriales y de servicios). Comúnmente las aguas residuales suelen clasificarse como:

● Aguas Residuales Municipales. Residuos líquidos transportados por el alcantarillado de una ciudad o población y tratados en una planta de tratamiento municipal

● Aguas Residuales Industriales. Las Aguas Residuales provenientes de las descargas de Industrias de Manufactura

Las Aguas Residuales son conducidas a una Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales (PTAR) donde se realiza la remoción de los contaminantes, a través de métodos biológicos o fisicoquímicos. La salida (efluente) del sistema de tratamiento es conocida como Aguas Residuales tratadas.

El presente trabajo tiene por objeto consolidar una información donde se registre los aspectos más relevantes del tratamiento de aguas residuales urbanas, domésticas e industriales, partiendo de una revisión bibliográfica y pasando por un análisis de la misma; además se indagan conceptos técnico, legales y demás factores que se incluyen dentro de los planes de manejo de aguas residuales urbanas.

OBJETIVOS

Profundizar en la temática de aguas residuales domésticas industriales y urbanas, en búsqueda de adquirir un conocimiento sustancioso que permita visualizar los aspectos más relevantes que demarcan estas acciones sostenibles

Identificar los diferentes elementos que constituyen los tratamientos de aguas

residuales domésticas, industriales y urbanas (técnicos, normativos, etc) visualizar cómo se articulan entre ellos y cómo interfieren en los resultados de los tratamientos

Analizar desde un punto de vista crítico, como influyen los factores económicos, políticos, culturales y sociales de nuestro país en el manejo de aguas residuales, domésticas, industriales y urbanas.

Abordar los conceptos que tratan sobre la implementación de filtros verdes en los tratamientos de aguas residuales; domésticas, industriales y urbanas para una mejor sostenibilidad y sustentabilidad del recurso.

1. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN.

1.1 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

La disposición de aguas residuales sin tratamiento alguno y las aguas residuales tratadas inadecuadamente contaminan los cuerpos de agua natural. A su vez, por infiltración en el subsuelo contaminan las aguas subterráneas, por lo que se convierten en focos infecciosos para la salud de las poblaciones, así como para la flora y fauna del lugar.

Hay sobrecarga de aguas residuales en las plantas de tratamiento cuya infraestructura es insuficiente, lo cual origina que los efluentes tratados excedan los límites máximos permisibles (LMP), y no se cumplan con los estándares de calidad ambiental (ECA). Esto genera problemas ambientales como la contaminación de los cuerpos de agua y la generación de malos olores que causan conflictos con la población para ellos es necesario establecer tratamientos de aguas residuales consistentes en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes en el agua.

1.2 ETAPAS DEL PROCESO

El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria.

Figura1. Etapas del proceso de aguas residuales.

1.2.1 Tratamiento Preliminar1

La etapa preliminar debe cumplir dos funciones:

1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta. 2. Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa). Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme.

Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar el agua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta función son las rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta etapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son:

a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.

Figura 2. Rejas Finas para tratamiento de aguas residuales.

1.2.2 Tratamiento Primario

Tiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de sedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. Así, para completar este proceso se pueden agregar compuestos químicos (sales de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidos en suspensión muy finos o aquellos en estado de coloide.

1 Aldana, Martha. Zuluaga, Nubia. Seminario ―Manejo integrado del agua: Tratamiento de aguas residuales. Universidad de Manizales. 2011

Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de sedimentación primarios o clarificadores primarios. Habitualmente están diseñados para suprimir aquellas partículas que tienen tasas de sedimentación de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el período de retención es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, la profundidad del estanque fluctúa entre 2 a5 m.

En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del 60 al 70% de los sólidos en suspensión. En la mayoría de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular, cuadrada a rectangular.

Figura 3. Desarenadores – tratamiento primario

1.2.3 Tratamiento Secundario

Tiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidal mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de sedimentación. Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, más los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación en anhídrido carbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay que buscar un medio de eliminarlos.

En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa, es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce y que, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, se denomina fango activo.

Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua (procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio

de suspensión (procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto (procesos de crecimiento mixto).

“Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lechos fluidizados, estanques de fangos activos, lagunas de estabilización u oxidación y sistemas de digestión de fangos.”2

Figura 4. Tratamiento secundario

1.2.4 Tratamiento Terciario

Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales y cuya descarga en curso de agua favorece la eutrofización, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que dependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.

Figura 5. Tratamiento terciario.

2 Aguilar. M.I. (2002). Tratamiento físico-químico de aguas residuales: Coagulación- Floculación. UNIVERSIDAD DE MURCIA. España. 2002

1.3. TRATAMIENTO DE LODOS3

Los sedimentos que se generan en las etapas primaria y secundaria se denominan lodos o fangos, estos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismos patógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se han desarrollado varios métodos para el tratamiento de los fangos e incluyen: digestión anaerobia, digestión aerobia, compostaje, acondicionamiento químico y tratamiento físico. El propósito del tratamiento de los lodos es destruir los microbios patógenos y reducir el porcentaje de humedad.

1.3.1 El acondicionamiento químico

“Se puede aplicar tanto a los fangos crudos como digeridos e incluye la aplicación de coagulantes tales como el sulfato de aluminio, el cloruro férrico y los polímeros, los que tienen como función ayudar a la sedimentación de las materias en suspensión y solución en el fango; la elutriación o lavado del fango, la cloración y la aplicación de floculante.”4

1.3.2 El tratamiento físico

Incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los lodos. Una vez concluida la etapa de digestión microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, los fangos aún contienen mucha agua (alrededor de un 90%) por lo que se requiere deshidratarlos para su disposición final. Para ello se han diseñado dos métodos principales: secado por aire y secado mecánico.

1.3.3 Deshidratación de lodos

“Se han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los fangos. Entre ellas están: lechos de arena, lechos asistidos de arena, lagunas de fangos, lechos adoquinados y eras de secado.”5

Para el secado mecánico existen filtros banda, filtros prensa, filtros de vacío y centrífugas. “Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma ambientalmente

3 Collazos, Carlos Julio. Tratamiento de aguas residuales domesticas e industriales. Cátedra internacional. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia. 2008. 4 Tratamientos del agua (Internet). Disponible en http://www.tratamientosdelaguaydepuracion.es/tamiz-estaticopretratamientos 5BLUMENTHAL, U.J., D.D. Mara, A. PEASEY, G. RUIZ-PALACIOS y R. STOTT. 2000. Guidelines for the microbiological quality of treated waste water used in agriculture: recommendations for revising WHO guidelines. Bulletin of theWorldHealthOrganization 78(9), 1104-1116

segura. Para ello, según el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos agrícolas y no agrícolas o incinerados. La aplicación en terrenos agrícolas requiere que el fango no presente sustancias tóxicas para las plantas, animales y seres humanos. Lo habitual es que sí las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenos sanitarios o incinerados.”6

Figura 6. Esquema de una planta de tratamiento con recirculacion de lodos.

2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Para el desarrollo de esta temática se ha seleccionado al Municipio de Pasto como el marco de referencia territorial y política-administrativa, es decir, el área correspondiente a las zona urbano de la ciudad de San Juan de Pasto, capital del departamento de Nariño, igualmente, incluyendo en forma general el sector rural, especialmente de los centros poblados que están conformados por los asentamientos de algunos Corregimientos, en los cuales se encuentran ubicados los habitantes, quienes a su vez, producen todo tipo de vertimientos a los causes más próximos de sus concentraciones poblacionales.

Las denominadas aguas residuales domésticas están asociadas a las aguas grises, y se caracterizan por vertimientos residuales de cocinas, cuarto de baño, fregaderos y generalmente en abundancia de lavaderos; en la ciudad de Pasto ésta se asocia al vertimiento tanto urbano como rural, provocada por actividades de la misma índole Que muchas veces se caracteriza por esa continúa necesidad y a la vez de crecimiento socio-económico asociado a la región.

6CEPIS (Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente) y OPS (Organización Panamericana de la Salud). 2004b. Avances del inventario regional de la situación de las aguas residuales domésticas en América Latina. Sistemas integrados de tratamiento y uso de aguas residuales en América Latina: realidad y potencial. Perú. En: www.cepis.ops.oms.org; consulta: septiembre de 2006.

En la actualidad las aguas residuales de la ciudad de Pasto son descargadas sin ningún tipo de tratamiento en cuatro puntos específicos del tramo urbano del Río Pasto, además existen una gran cantidad de pequeños vertimientos puntuales que ocurren en el tramo suburbano de algunos cuerpos de agua afluentes al Río Pasto, como es el caso de la Quebrada Chapal, Quebrada Aranda, Blanca, La Gallinacera y la Quebrada Mijitayo. Estos vertimientos provienen de asentamientos perimetrales ilegales, de las viviendas ubicadas a un costado de estos cursos de agua e, incluso de algunos sectores de los Corregimientos de Catambuco y Obonuoco (POT, Pasto, 2014-2007, p.95).

2.1 Desde el contexto social

Gran parte de los crecimientos urbanos tanto en Pasto como en cualquier ciudad de Colombia y del mundo, necesita de la disposición del recurso hídrico y que de alguna manera se han visto limitados por la cota del recurso, ya que hasta el momento es la que permite su disposición.

Este recurso cada vez es llevado a más regiones a través de los llamados distritos de riego, llegando al caso de privatización y recaudado por los que más poseen recursos económicos de esta infraestructura. Es el caso de algunas poblaciones como Buesaco, Consacá, Sandoná, La Unión, entre otras del departamento de Nariño, actualmente los caudales para la región van disminuyendo por esta práctica.

En la actualidad en la ciudad de Pasto y sus alrededores los afanes por vanidades como mantener limpio el carro, la casa, generar construcción y remodelaciones o bañar al perro (colocando en discordia con los vecinos ya que dice como se desperdicia el agua, no es consiente y no ahorra) yo también puedo hacerlo. Estas palabras son promulgadas de forma individual o colectiva llevando muchas veces a discordias sociales. En algunas regiones el acceso de agua cada vez es más lejano yaqué los cambios climáticos están directamente influenciados.

Tabla 1. Puntos de Descarga de la Aguas Residuales, Sector Urbano, Río Pasto, 2014

Colector Localización/Urbana Afluentes/Sectores

Box culvert-Hospital Departamental

Suroriente de la ciudad Río Chapal

Colegio Pedagógico Centro Oriente de la ciudad Culvert de Aranda

Interceptor Juan XXIII Lateral Izquierdo Río Pasto Torobajo

Club te Tenis Norte de la ciudad (Torobajo)

Quintas San Pedro, Figueroa

Fuente: Plan de Ordenamiento Territorial. 2014-2027, Municipio de Pasto, 2014.

2.2 Desde el contexto Económico

Desde lo económico Las aguas que tenemos les han da don un valor monetario que a su vez genera un valor agregado y lo vuelve un líquido preciado en los hogares Pastusos. Este recursos en la actualidad se caracteriza por dar movimiento al sistema económico en el restaurantes, hoteles, moteles, residencias, áreas recreativas, iglesias, centros comerciales, colegios, terminales y un sinnúmero de elementos de infraestructura que mueve y transfiere recursos tangibles o intangibles, en la producción socio económica de nuestra regiones. También se ve reflejado en las acciones caseras de los hogares campesinos de Catambuco, Obonuco, Jamondino, Genoy, La Laguna, Cabrera, Santa Barbara (Coregimientos de Pasto), donde se utiliza este recurso desde que amanece hasta que anochece, ya se en los sembrados, en la porcicultura, o la recolección y selección de productos agropecuaria, entre otros. El movimiento económico en nuestros hogares está directamente relacionado a ese recaudo que generan las empresas de agua potable o por acceso generado por botellas o bolsas que venden de manera tratada.

La agricultura requiere mayor cantidad de agua que otros usos, como el doméstico o el industrial.

Figura 7. Fuente: Este trabajo sector Obonuco, Municipio de Pasto, 2015

Las principales estrategias en las fincas para minimizar estos riesgos son la Selección de cultivos con tolerancia a la salinidad y la diversificación según valor de mercado, llevar un tratamiento del agua a la entrada en finca, protección del tanque de agua para evitar acceso a este, riego por goteo, dosificación para que la concentración de sales, metales o patógenos no sea peligrosos para Uso del agua según sea la salud del suelo, características, prácticas de preparación del suelo, aplicación de enmiendas y fertilizantes. Concienciación de los agricultores sobre las mejores prácticas de manejo de protección de la salud humana adecuado y restableciendo el reúso del líquido.

Tabla 2. Fuentes receptoras de Aguas Residuales, Sector Rural, Municipio de Pasto, 2014

Corregimiento Fuente Receptora Sector Municpio

Catambuco Río Miraflores Nororiente

Genoy Río Pajachoy Noroccidente

Gualmatán (PTAR) Acequia Sur

La Laguna (PTAR) Río Pasto Oriente

Mocondino Vertimiento a campo abierto

Oriente

Obonuco Descarga Alcantarillo Urbano

Sur

El Encano Río Guamúes y Río El Encano

Oriente

Santa Bárbara Quebrada la Chorrera-Zanjas

Sur

Cabrera Río Pila, Río Duarte Oriente

San Fernando Río Pasto, Quebrada Río Negro

Oriente

Fuente: Plan de Ordenamiento Territorial. 2014-2027, Municipio de Pasto, 2014.

En la publicación de la FAO (2012) “Reutilización del agua en la agricultura ¿Beneficios para todos?”, muestra la metodología económica para evaluar un proyecto de reutilización. Un proyecto de este tipo requiere de una justificación económica, ya que deben ser costo-eficaces y financieramente viables. Normalmente, esta justificación económica la realiza un organismo neutro haciendo un análisis coste-beneficio. Aunque la unidad de análisis más adecuada es la cuenca hidrográfica, no siempre es posible por temas políticos y territoriales o en el caso por la acción de grupos al margen de la ley o dedicados al narcotráfico que de alguna manera contaminan y degrada de la peor manera el ambiente desde la tala hasta elaboración y producción de drogas y vertimiento de químicos sobrantes a ríos y quebradas en el departamento de Nariño.

Para los proyectos de rehúso es fundamental realizar un análisis comparativo de los costos y beneficios de suministrar agua para usos distintos. Para la evaluación financiera de estos proyectos se suele utilizar un Análisis Costo-Beneficio (ACB).

2.3 Desde el contexto Técnico

En primer lugar es necesario localizar desde la cuenca del río o fuente se abastece el agua que toma la población de Pasto, es decir, desde la parte alta del Río Pasto, Quebrada Lope, Puente Tabla, Embalse Río Bobo, y de la Quebrada Mijitayo.

Figura 8. Fuente: EMPOPASTO, 2011

Es claro que las características de estas aguas son tratadas y llevadas a la población de la mejor manera, ya que son depuradas de tal forma que es apta para el consumo humano, ya que el hecho de que existen poblaciones en la parte superior de la boca toma, existe una variable contaminación por residuos domésticos rurales como son estiércol de porquerizas, letrinas, que vierten a ríos y quebradas, junto a esto esta los residuos domésticos que en proporción llevan residuos de detergentes, agroquímicos, aceites entre otros, pero por el manejo oportuno que desarrolla esta empresa con el tratamiento y la conducción la vuelve un agua acta para el consumo.

Las aguas municipales que reciben tratamiento normalmente siguen los procesos descritos abajo:

- Preliminar

- Primario

- Secundario

- Terciario

2.4 Desde el contexto Ecológico

Los constantes usos y abusos del recurso agua, han llevado deterioro y un agotamiento del recurso en Pasto, ya que ha influido de manera subterránea y de manera superficial y a la vez está ocasionado vertimientos que contaminan el recuso y genera perturbación en su ciclo hidrológico, al igual que desequilibrio en la parte de los hábitats de sus riberas ya que en ocasiones por el efecto de tala quema ocasiona acumulación de materiales en el río y que posteriormente generan avenidas espontáneas u ocasionales, propician desprendimiento de material de suelo a la vez que generan pérdida de cubertura vegetal de las mismas, en estos momentos las

pequeñas especies que la habitan son desprovisto de su hábitat. La falta de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) en la ciudad de Pasto, hace que este problema se agudice y se vea cada vez más materializado en el constante y desagradable olor que genera a una parte la ciudad como es el caso de los sectores de Toro Bajo, Universidad de Nariño, Morasurco, Avenida de los Estudiantes, entre otros.

Los vertimientos que generan las aguas domésticas ocasionan diferentes cambios al ecosistema acuático, y a la vez que genera mal estado en su paisaje, ya sea por el color de turbidez o en otros casos por los olores molestos que de estas fuentes hídricas conducen y transportan el líquido.

Es claro que la oxigenación del agua es mínima, sin permitir la reproducción de especies y en muchos casos matando a los seres que la habitan. La cantidad de detergentes conducen a que el agua sea espumosa y a medida que se genera escorrentía propicia descomposición a la vegetación ligera de sus tallos y raíces.

El agua residual puede generar un valor agregado para los usuarios urbanos, los agricultores y el medio ambiente.

2.5 Desde el contexto Cultural

Si no iniciamos una campaña efectiva y duradera sobre el tratamiento y de protección, vigilancia, restauración, monitoreo, seguimiento, control, adecuación, mejora de nuestra calidad y cantidad del recurso hídrico no generamos ningún valor al concepto de cultura desde lo sostenibilidad y lo sustentabilidad para asegurar así a nuestras generaciones futuras el gozo y disfrute de este recurso preciado.

A pesar que en algún momento de la vida cotidiana, el objetivo ancestral de la conservación y la protección del recurso hídrico se ha perdido, hoy en día se despierta la conciencia sobre este proponiendo muchas veces usos alternos de reciclaje desde el doméstico como es la reutilización del agua que vierte la lavadora eléctrica para lavar piso, utilización para el desagüe del baño, filtrando y poder reutilizar para enjuagues repetidos sobre la misma lavadora, crear filtros verdes en fincas, parcelas, hogares urbanos, periurbanos, semiurbanos, veredas, que permitan el manejo más limpio de sus aguas y a la vez mejorar la calidad de la vida social e individual de las poblaciones locales y regionales del Municipio de Pasto.

Si se opta por crear conciencia desde los hogares, es posible que el recurso sea más duradero al tener grifos y llaves cerradas cuando no se la necesita, generar conciencia del rehúso de agua de lavadora para otros fines, recolectar y utilizar agua de lluvia cuando la región nos provee de este líquido, utilizando para riego de jardines, cultivos, cualquier otra actividad que desarrollo en el hogar. El lavar el automóvil con un balde permite más economía al bolsillo y mejor rendimiento del agua. Tratar de separar en un vaso para lavarse los dientes o las manos, cuando utilizas directamente de la llave existe más cantidad que se desperdicia. El lavado de platos y utensilios de concina, trata de mejor métodos que te permitan su ahorro al no utilizar el chorro continuo. Si se trata de la ducha de baño, regular el agua y mientras se enjabona se puede cerrar el grifo de suministro de agua.

2.6 Desde el contexto Político

El estado tanto de los Municipios como de los Departamentos, debe asegurar agua más abundante y limpia, que permita el libre desarrollo de la calidad de vida, es tarea del Estado su disposición y su gestión de manera eficiente y eficaz, asegurar la administración la conservación y protección del este recurso para sus poblaciones y regiones. Siempre de manera coordinada con los organismos gubernamentales locales y regionales, que permitan un buen seguimiento y control de los recursos económicos destinados para este fin. Siempre ligados a la buenas prácticas con valores, conocimientos que puedan integrar una políticas sostenible del recurso. Esta políticas deben involucrar desde la conciencia de los individuos, las sociedades, comunidades, entidades tanto públicas como privadas y el sector productivo ya que en este radica mucho del consumo y deterioro del el ambiente y del recurso agua.

2.6 Desde el contexto Legislativo

La Constitución Política de Colombia en sus artículos 79 y 80 establece que es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación ambiental para garantizar el derecho de todas las personas a gozar de un ambiente sano y planificar el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su conservación, restauración o sustitución; debiendo prevenir y controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones legales y exigir la reparación de los daños causados.

Posteriormente se expidió la Ley 99 de 1993 por la cual se creó el Ministerio del Medio Ambiente (hoy Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial), se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental (SINA) y se dictan otras disposiciones.

Decreto Ley 2811 de 1974. Código Nacional de Recursos Naturales.Esta norma que rige desde el año de 1974, es uno de los primeros acercamientos de carácter normativo en Colombia, hacia los recursos naturales entre los cuales se encuentra el agua. En los Artículos 156 y 157 se hace referencia a la disponibilidad y la calidad del agua, y que posteriormente fue delegada a las Corporaciones Autónomas Regionales (CAR), en todo el territorio nacional. En este sentido el Decreto 2857 de 1981 estableció la formulación de los Planes de Ordenamiento de las Cuencas Hidrográficas, norma actualizada en el año 2002 por el Decreto 1729.

Decreto 1451 de 1978. Reglamentario del recurso agua. Esta norma se consideró como una de las más importantes en el momento de su expedición, por cuanto se determina el dominio, los cauces, riberas, usos y aprovechamiento del líquido natural.

Ley 09 de 1979. Código Sanitario Nacional. Establecimiento del control sanitario de los usos del agua y reglamenta las aguas superficiales, las aguas subterráneas, las aguas lluvias, además, reglamenta los sistemas de conducción, la operación de las estaciones de bombeo y la potabilización del recurso para consumo humano.

Decreto 1594 de 1984. Control y Vertimiento de aguas. Este Decreto estableció las primeras restricciones normativas y criterios sobre la calidad del agua en el territorio nacional, haciendo énfasis en los vertimientos y señalando los procedimientos para la asignación de uso de este recurso natural.

Decreto 1449 de 1977. Obligaciones propietarios predios cuencas hidrográficas.

Ley 142 de 1994. Servicios Públicos. Esta norma estableció la prestación de los servicios públicos incluyendo el recurso agua a los entes territoriales municipales, siguiendo las políticas de la descentralización política, administrativa y financiera del país, asegurando que los municipios colombianos presten a los habitantes de su jurisdicción, un eficaz y eficiente servicio domiciliario de agua y sus servicios correlacionados como son los sistemas de alcantarillado.

Ley 373 de 1997. Uso eficiente y ahorro del agua. Establece el programa de para el Uso Eficiente y Ahorro del Agua, buscando optimizar el la eficiencia operacional, mejorar la competitividad económica y conservar los recursos hasta el futuro.

Decreto 1729 de 2002. Plan de Ordenación de las Cuencas hidrográficas. Este Decreto reglamentario de la Ley 99 de 1993 o Ley General del Ambiente, establece las directrices generales, las políticas y los contenidos de los Planes de Ordenación y Manejo de las Cuencas Hidrográficas (POMCH), Decreto 1287 de 2014. Biosólidos generados por el vertimiento de aguas residuales.

Decreto 1450 de 2011. Plan Nacional de Desarrollo 2010-2014. Este Plan Nacional de Desarrollo para el período 2010-2014 estableció como una directriz general la Sostenibilidad Ambiental, como una política de gran importancia para el país y el futuro de su desarrollo, estableciendo la protección y conservación de los ecosistemas, basándose en estudios técnicos, económicos, sociales y ambientales, priorizando los páramos y humedales como fuentes de agua, que son de vital importancia para las poblaciones asentadas en todas las regiones del país.

Plan Nacional de Desarrollo Ambiental-1995. Este Plan de Desarrollo Ambiental formulado en el año de 1995, es uno de los primeros acercamientos a la planeación ambiental en Colombia, y formo parte de los procesos de creación del Ministerio de Medio Ambiente a raíz de los compromisos adquiridos en la Cumbre de Río de Janeiro en el año de 1992, encaminados a que los países integrantes de Naciones Únicas, establezcan sus proyectos y programas de desarrollo con criterios de Desarrollo Sostenible, protegiendo los recursos naturales renovables y no renovables, para beneficio de la humanidad.

Resolución 631 de 2015. En esta resolución se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público. Esta resolución rige a partir del 1 de enero de 2016 y busca reducir y controlar las sustancias contaminantes que llegan a los ríos, embalses, lagunas, cuerpos de agua naturales o artificiales de agua dulce, y al sistema de alcantarillado público, para de esta forma, aportar al mejoramiento de la calidad del agua y trabajar en la recuperación ambiental de las arterias fluviales del país.

La nueva norma de vertimientos reglamenta el artículo 28 del Decreto 3930 de 2010, actualiza el decreto 1594 de 1984 respondiendo a la nueva realidad urbana, industrial y ambiental del país.

Define 73 actividades productivas presentes para controlar las sustancias que puedan contaminar a los cuerpos de agua, todas las actividades industriales, comerciales y de servicios que generen aguas residuales deben cumplir con dicha resolución

El control se realizará en términos de cargas contaminantes, calidad de agua y no en el proceso de tratamiento como se venía haciendo en el Decreto 1594 de 1984. Estas cargas contaminante de harán en términos de mg/L

Según lo explicó el Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Gabriel Vallejo López, “al pasar del porcentaje de remoción de carga contaminante al valor de concentración se va a lograr una mayor exigencia en el control pues ya se podrá evaluar el impacto de lo que se está descargando y no la eficiencia del proceso”.

El Ministro enfatizó que son las autoridades ambientales las responsables de hacer un seguimiento y control al cumplimiento de la Norma sobre quienes desarrollen actividades industriales, comerciales o de servicios y que en el desarrollo de éstas generen aguas residuales que serán vertidas sobre cuerpos de agua superficiales o al alcantarillado público.

Presenta tres características principales:

1. Establece los porcentajes máximos permitidos de vertimientos por actividad productiva

2. Antes, todas las actividades productivas debían cumplir con un 20% de porcentaje de vertimientos, ahora se establece un límite máximo permitido por actividad económica.

3. Hace una diferenciación entre Aguas Residuales Domésticas (ARD) de las Aguas Residuales no Domesticas (ARND).

La Nueva norma de Vertimientos se construyó durante cuatro años, a partir de la revisión de normas internacionales, de información suministrada por las autoridades ambientales en cada región, y con información reunida a partir de tres grandes consultas públicas, dos concejos con técnicos asesores y encuentros participativos con sectores productivos, gremios, asociaciones, la academia y la comunidad en general

Aspectos Positivos El Sistema de Información del Recurso Hídrico (SIRH) en general está bien

concebido, y desde el punto de vista de la integración de la gestión, se resalta que los aspectos institucionales, los aspectos sectoriales, los aspectos académicos y los aspectos privados, debe trabajar en conjunto con una directriz bien definida, lo cual trae beneficios al uso, manejo y administración del recurso agua, por cuanto cada entidad en su campo puede aportar información, cartografía, investigación, financiación, experiencia y cobertura territorial.

Desde el abordaje de las diferentes temáticas respecto al Sistema de

Información del Recurso Hídrico (SIRH), los cuatro temas expuestos en la norma, van acordes con las reales necesidades de las poblaciones consumidoras y las instituciones adiestradoras del recurso, es decir, es muy importante conocer la disponibilidad efectiva del recurso hídrico, establecer la calidad del recurso hídrico, sistematizar el estado actual con los instrumentos técnico actuales (georreferenciación) e implementar y sistema de gestión integral que sea eficaz y que permita a los integrantes del SIRH, realizar acciones concretas.

A nivel nacional están bien seleccionadas las entidades que lideren el proceso de organización e implementación del Sistema de Información del Recurso Hídrico (SIRH), por cuanto todas tienen una vasta experiencia en sus respectivos campos de acción: El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), el INVEMAR, la Unidad Administrativa Especial del Sistema de Parques Nacionales Naturales (UAESPPNN) y las Corporaciones Autónomas Regionales (CAR), son instituciones que han acumulado mucha información, investigación, macro proyectos y proyectos relacionados con el agua, que alimentarían el SIRH.

Aspectos Negativos La creación de Sistema de Información del Recurso Hídrico (SIRH) es otro de

los instrumentos normativos, creados por el Gobierno Nacional para establecer un buen uso, manejo y administración del recurso hídrico, pero como todas las normas expedidas desde la emisión de la Ley General de Ambiente (Ley 99 de 1993), todas los nuevos decretos reglamentarios no llegan a cumplirse a cabalidad, por cuanto las responsabilidades de las entidades de dispersan y no se cumple con lo decretado.

En cuanto al aspecto técnico por lo general las instituciones no han unificado las herramientas en los sistemas de informática geográfica (SIG), lo cual dificulta la integración y cruce de los datos que producen cada una de las entidades como los Ministerios, Institutos Descentralizados, Gobernaciones y Municipios (IGAC, IDEAM, MAVT, etc.).

Respecto a las funciones que les asignan a las entidades ambientales de los diversos ámbitos locales, regionales y nacionales, realmente en la práctica esto no funciona, por cuanto cada una tiene sus propios intereses de tipo político, y cuando se trata de resolver problemas o afrontar situaciones de alto impacto, se disculpan entre unas y otras, quedando sin resolver los problemas, viéndose afectada directamente las comunidades locales.

De otra parte, muchas de las cuencas y microcuencas hidrográficas en el contexto nacional, departamental y municipal, no han elaborado los Planes de Ordenación y Manejo de las Cuencas Hidrográficas (POMCH), por cuanto las estructuras ecológicas de los ríos y quebradas forman parte de diferentes jurisdicciones territoriales, por lo cual la coordinación intergubernamental se dificulta para unificar recursos técnicos, financieros y humanos, que permitan formular dichos planes.

Resolución 631 de 2015.

En esta resolución se establecen los parámetros y los valores límites máximos

permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los

sistemas de alcantarillado público. La Resolución 631 de 2015 rige a partir del 1 de

enero de 2016 y busca reducir y controlar las sustancias contaminantes que llegan a los

ríos, embalses, lagunas, cuerpos de agua naturales o artificiales de agua dulce, y al

sistema de alcantarillado público, para de esta forma, aportar al mejoramiento de la

calidad del agua y trabajar en la recuperación ambiental de las arterias fluviales del país.

La nueva norma de vertimientos reglamenta el artículo 28 del Decreto 3930 de

2010, actualiza el decreto 1594 de 1984 respondiendo a la nueva realidad urbana,

industrial y ambiental del país.

Define 73 actividades productivas presentes para controlar las sustancias que puedan

contaminar a los cuerpos de agua, todas las actividades industriales, comerciales y de

servicios que generen aguas residuales deben cumplir con dicha resolución

El control se realizará en términos de cargas contaminantes, calidad de agua y no en

porcentajes de remoción como se venía haciendo en el Decreto 1594 de 1984.

Según lo explicó el Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Gabriel Vallejo López,

“al pasar del porcentaje de remoción de carga contaminante al valor de concentración se

va a lograr una mayor exigencia en el control pues ya se podrá evaluar el impacto de lo

que se está descargando y no la eficiencia del proceso”.

El Ministro enfatizó que son las autoridades ambientales las responsables de hacer un

seguimiento y control al cumplimiento de la Norma sobre quienes desarrollen

actividades industriales, comerciales o de servicios y que en el desarrollo de éstas

generen aguas residuales que serán vertidas sobre cuerpos de agua superficiales o al

alcantarillado público.

Presenta tres características principales:

4. Establece los porcentajes máximos permitidos de vertimientos por actividad

productiva

5. Antes, todas las actividades productivas debían cumplir con un 20% de

porcentaje de vertimientos, ahora se establece un límite máximo permitido por

actividad económica.

6. Hace una diferenciación entre Aguas Residuales Domésticas (ARD) de las

Aguas Residuales no Domesticas (ARND).

La Nueva norma de Vertimientos se construyó durante cuatro años, a partir de la

revisión de normas internacionales, de información suministrada por las autoridades

ambientales en cada región, y con información reunida a partir de tres grandes consultas

públicas, dos concejos con técnicos asesores y encuentros participativos con sectores

productivos, gremios, asociaciones, la academia y la comunidad en general.

3 Alternativa para cumplir con la normatividad legal vigente – implantación de

sistemas terciarios - Depuración con Humedales Construidos

Se consideran humedales, las 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 metros7.

Los sistemas naturales de tratamiento, están surgiendo como alternativas de bajo costo, fáciles de operar y eficientes en comparación con los sistemas de tratamiento convencional para una amplia gama de aguas residuales. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales basados en macrófitas acuáticas (plantas que crecen en suelos saturados de agua) tienen una función vital en relación con la depuración del agua residual. Los humedales están entre los ecosistemas más importantes de la tierra por sus condiciones hidrológicas, y porque constituyen un enlace entre sistemas terrestres y acuáticos. Un humedal artificial (Wetland) es un sistema complejo de medio saturado, diseñado y construido por el hombre, con vegetación sumergida y emergente y vida animal acuática que simula un humedal natural para el uso y beneficio humano.

De flujo superficial: 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). 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 suelo8.

7 Peña Varón, Miguel R; Vam Ginneken, Meike; Madera, Carlos A. Humedales de Flujo Subsuperficial: Una Alternativa Natural para el Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas en Zonas Tropicales. . Ingeniería y competitividad, revista científica y tecnológica. Volumen 5, N 1, 2003 8 Conil, Philippe - Gerente Biotec -Avances conceptuales para el tratamiento de las aguas residuales domesticas (A.R.D) en el trópico y estudio de casos, - - 43 Congreso Nacional de ACODAL

Figura 9. Sistema de Agua Superficial Libre9

Subsuperficial: Los humedales de flujo subsuperficial (HFS) se diseñan y construyen para que el agua fluya a través de la zona radicular de la vegetación y por lo tanto no presentan una superficie libre de flujo. Este sistema consiste en una excavación que contiene un lecho de material filtrante que generalmente es grava, el cual soporta el crecimiento de la vegetación emergente. En esencia, un humedal de flujo subsuperficial se clasifica como un sistema de tratamiento de película fija (Metcalf and Eddy, 1991) Los contaminantes en los sistemas con macrófitas son removidos por una variedad compleja de procesos biológicos, físicos y químicos, incluyendo sedimentación, filtración, adsorción en el suelo, degradación microbiológica, nitrificación y denitrificación, decaimiento de patógenos y metabolismo de las plantas. Las macrófitas remueven contaminantes por asimilación directa dentro de sus tejidos, además proveen superficie de contacto y un ambiente adecuado para que los microorganismos transformen los contaminantes y reduzcan sus concentraciones. La transferencia de oxígeno dentro de la zona radicular es otro proceso que contribuye a la remoción de contaminantes por la creación de un ambiente aerobio para algunas poblaciones bacterianas10. El medio filtrante de los HFS puede ser cascajo de piedra, grava, diferentes tipos de suelo o sustratos enriquecidos, que soportan el crecimiento de vegetación emergente. El agua fluye horizontalmente a través de las raíces de las plantas y el medio filtrante, luego el efluente tratado es recolectado en un canal de salida o tubería11.

9WATERAN SANITATION PROGRAM, COSUDE, Agencia Suiza para la Cooperación y el Desarrollo. Biofiltro: Una opción sostenible para el tratamiento de aguas residuales en pequeñas localidades. 2006 10 Dirección técnica de gestión de acueducto y alcantarillado de Bogotá. Informe técnico sobre sistema de tratamiento de aguas residuales en Colombia línea de base 2010. Superintendencia delegada para acueducto, alcantarillado y aseo; BOGOTÁ, D.C., Octubre de 2012. 11EPA Unitated States Environmental Protection Agency. (2000). Folleto informativo de sistemas descentralizados. Tratamiento aeróbico. National Service center for Environmental Publications (NSCEP).

Sistemas a Flujo horizontal Sistema de flujo vertical12

Figura 10. Sistemas de flujo

Trampas de grasas: Es el sistema de tratamiento primario de aguas residuales industriales. Allí se realiza una separación por diferencia de densidades, haciendo que el agua contaminada con el hidrocarburo que entra a la trampa se separe, permitiendo que al alcantarillado o corriente superficial se descargue agua en los límites permisibles por las normas ambientales13. En el artículo 154, de la resolución 1096 de 17 de Noviembre de 2000 se definen como tanques pequeños de flotación donde la grasa sale a la superficie, y es retenida mientras el agua aclarada sale por una descarga inferior. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico. Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a removerse.

Figura 11.Trampa de grasa

El diseño debe realizarse de acuerdo con las características propias y el caudal del agua residual a tratar, teniendo en cuenta que la capacidad de almacenamiento mínimo expresada en kg de grasa debe ser de por lo menos una cuarta parte del caudal de diseño (caudal máximo horario) expresado en litros por minuto. El tanque debe tener

12http://www.forumxxi.org/fitodepuracion.htm 13 Norma ISO 14000

0.25m² de área por cada litro por segundo, una relación ancho/longitud de 1:4 hasta 1:18 y una velocidad ascendente mínima de 4mm/s14.

Fosas sépticas:

Figura 12. Esquema de un tanque séptico15

Las fosas sépticas se utilizan para el tratamiento de las aguas residuales de familias que habitan en localidades que no cuentan con servicio de alcantarillado o que la conexión al sistema de alcantarillado les resulta costosa por su lejanía.

El uso de tanques sépticos se permite en localidades rurales, urbanas y urbano-marginales. Uno de los principales objetivos del diseño de la fosa séptica es crear dentro de esta una situación de estabilidad hidráulica, que permita la sedimentación por gravedad de las partículas pesadas. Los sólidos sedimentables que se encuentren en el agua residual cruda forman una capa de lodo en el fondo del tanque séptico. Las grasas, aceites y demás material ligero tienden a acumularse en la superficie donde forman una capa flotante de espuma en la parte superior y la capa de lodo sedimentado en el fondo. El líquido pasa por el tanque séptico entre dos capas constituidas por la espuma y los lodos. La materia orgánica contenida en las capas de lodo y espuma es descompuesta por bacterias anaerobias, y una parte considerable de ella se convierte en agua y gases más estables como dióxido de carbono, metano y sulfuro de hidrógeno.

El lodo que se acumula en el fondo del tanque séptico está compuesto sobre todo de hilachas provenientes del lavado de prendas y de lignina, la cual hace parte de la composición del papel higiénico, aunque estos materiales lleguen a degradarse biológicamente, la velocidad de descomposición es tan baja que éstas últimas se acumulan. Las burbujas de gas que suben a la superficie crean cierta perturbación en la corriente del líquido. La velocidad del proceso de digestión aumenta con la temperatura, con el máximo alrededor de los 35°C. El líquido contenido en el tanque séptico experimenta transformaciones bioquímicas, pero se tiene pocos datos sobre la

14 Ministerio del medio ambiente Guía de gestión para el manejo, tratamiento y disposición de aguas residuales municipales BOGOTÁ, D.C., 2002 15http://www.disaster-info.net/desplazados/documentos/saneamiento01/2/18sistemassepticos.htm

destrucción. El efluente de los tanques sépticos es anaerobio y contiene probablemente un número elevado de agentes patógenos, que son una fuente potencial de infección, no debe usarse para regar cultivos, no descargarse en canales o aguas superficiales sin permiso de la autoridad sanitaria de acuerdo al reglamento nacional vigente. Los elementos básicos de una fosa séptica son: el tanque séptico y el campo de Oxidación; en el primero se sedimentan los lodos y se estabiliza la materia orgánica mediante la acción de bacterias anaerobias, en el segundo las aguas se oxidan y se eliminan por infiltración en el suelo.

3.2 Tratamiento de aguas residuales industriales.

La depuración de los efluentes líquidos es una parte fundamental de la gestión ambiental en cualquier industria. Debe de ser asumida en su doble faceta de obligación medioambiental con la sociedad y como parte del proceso de producción. En este último sentido, se deben tener en cuenta dos tipos posibles de costos: - costo de producción: proceso de tratamiento y “canon de vertido” costo de seguridad: eliminación de problemas de seguridad e higiene y de penalizaciones por delito ecológico. Para la planificación del proceso de tratamiento es preciso tener en cuenta, en principio, la triple posibilidad de actuación:

a) depuración conjunta en una EDAR con aguas residuales urbanas

b) depuración en una estación depuradora de aguas residuales industriales (EDARI)

c) depuración en la propia industria.

Las características de los efluentes de cada industria, las posibilidades legislativas, los costos de vertido en cada caso y los costos de depuración propia, decidirán la opción elegida. Tratamiento de aguas residuales industriales. También al igual que en el caso de las aguas residuales urbanas, para el tratamiento de las aguas residuales industriales podemos hablar de los mismos procesos generales: tratamientos primarios, secundarios y terciarios, utilizándose sólo los que sean de aplicación al proceso industrial concreto. Los principales tratamientos en cada una de las categorías son:

Pretratamientos y tratamientos primarios: Tratamientos secundarios. Tratamientos terciarios

Los vertimientos provenientes del sector agrícola colombiano son los más contaminantes, en segundo lugar se encuentra las realizadas por grandes ciudades como Bogotá, Cali, Medellín, Cartagena y Barranquilla; y en tercer lugar las del sector industrial, sobre todo las productoras de alimentos. Por lo cual, el tratamiento de aguas residuales en Colombia es un problema prioritario a resolver.

Las aguas residuales pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas, por ejemplo, empleando tanques sépticos u otros medios de depuración. Químicos como el hipoclorito sódico también se utilizan para eliminar al gas y bacterias y obtener un agua pura y limpia. Y la otra opción para tratar las aguas residuales es

utilizar un sistema de tuberías y dirigir el agua a la planta de tratamiento de aguas residuales más cercana.

Analicemos entonces como se encuentra Colombia actualmente en el tema del tratamiento de aguas residuales.

La construcción de sistemas de tratamientos de aguas en Colombia es una práctica relativamente reciente. Colombia trata el 10% de las aguas residuales a pesar de contar con una capacidad instalada que alcanzaría el 20%. Según un estudio de UNICEF, menos de la cuarta parte de los municipios de 21 departamentos analizados cuentan con una planta de tratamiento de aguas residuales.

En el país existen actualmente 562 sistemas instalados en diferentes municipios del país. Lamentablemente, no todos los sistemas tratan la totalidad del agua residual producida: se estima que solo un 10% de los sistemas construidos tienen un adecuado funcionamiento. La tendencia en cuanto a sistemas de tratamiento de aguas en Colombia es la utilización de tratamientos secundarios, como la construcción de lagunas de estabilización (44%), sistemas de aireación extendida (9.4%) y filtros biológicos (7%).

Un ejemplo de tratamiento de aguas en Colombia son las plantas instaladas por EPM, quienes se han empeñado en mejor la calidad de vida y proteger los recursos naturales de sus regiones.

La planta de San Fernando, situada en el municipio de ltagüí. Primera gran planta de tipo secundario en el país, localizada en el municipio de Itagüí. Entró en operación en su primera fase en mayo del año 2000, con capacidad instalada de 1.8 m3/s, hoy se tratan del orden de 1.3 m3/s. Esta planta está concebida, con sus futuras expansiones, parar tratar un caudal máximo de 4.8 m3/s. Allí se trata aproximadamente el 20% de las aguas residuales generadas en el sur del área metropolitana del Valle de Aburrá, provenientes de los municipios de Sabaneta, Envigado Itagüí y La Estrella, y en un futuro Caldas. Dicha Planta tuvo un valor total para su construcción y puesta en operación por valor aproximado de USD$ 130 millones de dólares y también fue financiada con un crédito otorgado por el Banco Interamericano de Desarrollo, BID. Esta planta recibe para su tratamiento las aguas industriales y residenciales de Envigado, Itagüí, Sabaneta, La Estrella y parte del sur de Medellín16.

16http://twenergy.com/a/el-tratamiento-de-aguas-residuales-en-colombia-1142

San Fernando efectúa un tratamiento secundario y remueve entre el 80 y el 85% de la contaminación del agua antes de devolverla al río Medellín.

Figura 13. PTAR San Fernando (Itagüi)

Otra planta similar es la nueva planta de tratamiento de Bello, en el Norte del Valle de Aburrá, que recibirá las aguas residuales residenciales, industriales y comerciales de Medellín y Bello y ayudará también a sanear el río Medellín. En términos operativos, la planta de Bello triplicará a la de San Fernando. Ambas alcanzarán un cubrimiento global del 95 % de las aguas que se vierten al río.

Al reducir la carga orgánica que recibe el río se logrará el objetivo de calidad del agua, establecido por la autoridad ambiental -Área Metropolitana del Valle de Aburrá-, de elevar el contenido de oxígeno disuelto hasta un nivel mínimo de 5 mg/l en promedio a la altura de ríos descontaminados de grandes ciudades del mundo. Esto permitirá la recuperación de espacios en las riberas que podrán ser dedicados a la recreación sin contacto directo y a desarrollos urbanísticos y paisajísticos; también se disminuirán las enfermedades de origen hídrico y se permitirá su uso en actividades industriales.

Otra planta de tratamiento de aguas residuales es “El Retiro” la cual se construyó desde 1986 para sanear el río Pantanillo, por esta, se transporta agua para el consumo humano del área metropolitana del Valle de Aburrá. Hace parte del Programa de saneamiento del río Medellín y sus quebradas afluentes, por medio de tratamiento secundario de aguas residuales17

“El tratamiento de aguas residuales en Colombia es fundamental para la recuperación ambiental de las cuencas hidrográficas más contaminadas del país y para mejorar la calidad de vida de los ciudadanos”18.

17 http://www.epm.com.co/site/Home/Institucional/Nuestrasplantas/Agua.aspx 18ECOS DE ECONOMÍA. (2004). Saneamiento hídrico en Colombia: instituciones y situación actual. Revista no. 18. Medellín, abril 2004. pág. 77.

3.2.1 Tratamiento de aguas residuales industriales y sus avances científicos

La importancia del agua para el ser humano es conocida por todos, sus usos son de todo tipo: domestico, agrícola, industrial, diversión, entre otros. La industria en particular requiere para la mayoría de sus procesos altas cantidades de agua con el agravante de que después de ser usada en tales procesos muchos la disponen sin hacerle algún tratamiento de descontaminación, generando una grave problemática ambiental que conlleva a la aparición de enfermedades, producción de malos olores, mala disposición de contaminantes altamente tóxicos y cancerígenos de tipo químico como compuestos aromáticos, metales pesados, colorantes, compuestos pesados de la industria petroquímica, entre otros.

Las tecnologías convencionales de descontaminación de aguas industriales más usadas incluyen tratamientos químicos, físicos y biológicos. Muchos de estos tratamientos son efectivos dependiendo del tipo de contaminante que se vaya a tratar. Sin embargo, algunas desventajas se hacen evidentes a la hora de implementar tales tratamientos, algunos de ellos son muy costosos, otros requieren altos tiempos de reacción para lograr una óptima disminución del contaminante, algunos como el caso de los adsorbentes retienen contaminantes pero después deben ser llevados a sitios como rellenos sanitarios y lo único que hacen es traspasar el contaminante de una fase a otra. Debido a estas desventajas que presentan las tecnologías convencionales se han intensificado las investigaciones en el desarrollo de nuevas tecnologías de tratamiento de aguas residuales industriales que sean simples, económicas y degraden por completo las moléculas contaminantes.

Entre estas tecnologías se destacan los procesos avanzados de oxidación (AOP’s – por su sigla en inglés), los cuales se caracterizan por los cambios profundos que se producen en la estructura química de los contaminantes presentes, generando productos con un efecto contaminante mucho menor, por medio de la generación de especies transitorias los cuales poseen una alta efectividad para oxidar la materia orgánica. Estas especies transitorias, tales como el radical hidroxilo HO, son generadas por medios fotoquímicos o no fotoquímicos19. Los AOP’s presentan ventajas muy atractivas, tales como mineralización completa del contaminante a tratar (conversión del contaminante en CO2 y H2O), oxidación de contaminantes en concentraciones muy bajas, la generación de productos mucho más amigables con el medio ambiente, una mejora notable en las propiedades organolépticas del agua tratada y el consumo mínimo de energía, en comparación con otros métodos20.

En particular, nuestro grupo de investigación en Materiales, catálisis y medio ambiente de la Universidad Nacional de Colombia, se ha concentrado en el desarrollo de catalizadores y foto-catalizadores capaces de degradar de una manera eficiente, diferentes contaminantes encontrados en las aguas residuales industriales. 21Enfocándonos en la utilización de catalizadores de tipo natural como minerales naturales o en el uso de materiales residuo de diferentes industrias como del carbón, del cemento, de las industrias generadoras de energía, entre otras. Dando así solución

19 ESPLUGAS, S. et al. Water Research 36 (2002) 1034–1042. 20FORERO, J. E. et al. Ciencia, Tecnología y Futuro - Vol. 3 Núm. 1 Dic. 2005. 97 – 109. 21 RAMIREZ, J. H. et al. AppliedCatalysis B: Environmental 75 (2007) 312–323.

a problemáticas como bajar los costos de producción de catalizadores, re-utilizar residuos que pueden contaminar y usar estas para el tratamiento de aguas residuales.

Este tipo de tecnologías han dado un giro importante al tratamiento de aguas residuales pues se ha logrado tratar aguas que antes no se podían, como las aguas residuales de la industria farmacéutica que presenta los conocidos contaminantes recalcitrantes (difíciles de degradar) y que se sabe presentan efectos nocivos para la salud humana.

4 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

Antes que nada es importante que son las aguas residuales para tener un conocimiento de la terminología utilizada en este tema:

“Aguas residuales urbanas: las aguas residuales domésticas, o la mezcla de éstas con aguas residuales industriales o con aguas de escorrentía pluvial.

Aguas residuales domésticas: las aguas residuales procedentes de zonas de vivienda y de servicios, generadas principalmente por el metabolismo humano y las actividades domésticas.

Aguas residuales industriales: todas las aguas residuales vertidas desde locales utilizados para cualquier actividad comercial o industrial, que no sean aguas residuales domésticas ni aguas de escorrentía pluvial.

De los tres posibles componentes de las aguas residuales urbanas:

• Las aguas residuales domésticas siempre estarán presentes.

• La incidencia de las aguas residuales industriales dependerá del grado de industrialización de la aglomeración urbana y de la cantidad y características de los vertidos que las industrias realicen a la red de colectores municipales.

• Las aguas de escorrentía pluvial tendrán su influencia en las aglomeraciones con redes de saneamiento unitarias (lo más frecuente) y en los momentos en que se registren lluvias.”22

ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS.

“Llamamos aguas residuales a los líquidos procedentes de la actividad humana, que llevan en su composición gran parte de agua, y que generalmente son vertidos a cursos o a masas de aguas continentales o marinas. Su origen puede ser muy diverso: G. Brebion las agrupa en 5 categorías de origen: - Mecánico y físico. - Inorgánico y mineral. - Orgánico. - Urbano.

22Ramos, P. (2001). El gua, un bien para todos. Conservación, recuperación y usos. Ed. Universidad de Salamanca.

- Colectivo. Las aguas residuales urbanas se originan a causa de: - Excretas. - Arrastres de lluvia. - Residuos domésticos. - Infiltraciones. - Residuos industriales.

CAUDALES DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS

Seoanez (2000) asegura que la cantidad de aguas residuales que se genera en una aglomeración urbana está en proporción directa con el consumo de agua de abastecimiento, y este consumo viene relacionado con el grado de desarrollo económico y social, puesto que un mayor desarrollo trae consigo un mayor y más diverso uso del agua en las actividades humanas. Entre los factores que influyen en la cantidad de aguas residuales que se genera en una aglomeración urbana destacan el consumo de agua de abastecimiento, la pluviometría (en el caso de redes de saneamiento unitarias), las pérdidas, que pueden deberse a fugas en los colectores o a que parte de las aguas consumidas no llegan a la red de alcantarillado (como por ejemplo el riego de jardines) y las ganancias, por vertidos a la red de alcantarillado o por intrusiones de otras aguas en la red de colectores. Como consecuencia de las características y variaciones en las descargas de las aguas residuales a la red de saneamiento, del tipo de alcantarillado usado, de las diferencia en las costumbres de la comunidad aportante, del régimen de operación de las industrias servidas, del clima, etc., los caudales de las aguas residuales oscilan durante el año, cambian de un día a otro y fluctúan de una hora a otra. Los caudales de aguas residuales siguen una variación diaria que es fiel reflejo de la actividad de la población del lugar. Durante la noche y primeras horas del día, en las que los consumos de agua son mínimos, también son mínimos los caudales de aguas residuales, estando estos caudales compuestos fundamentalmente por aguas infiltradas y por pequeñas cantidades de aguas residuales domésticas. Las variaciones de los caudales de las aguas residuales afectan en gran medida al diseño hidráulico tanto de las redes de alcantarillado, como de las propias instalaciones de tratamiento.

LA DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS23

Necesidad de depuración de las aguas residuales urbanas

23 Alianza por el Agua. (2008). Manual de depuración de aguas residuales urbanas. Edición Ideasamares. España.

El vertido de aguas residuales urbanas sin depurar ejerce sobre los cauces receptores toda una serie de efectos negativos, de entre los que cabe destacar: - Aparición de fangos y flotantes. - Agotamiento del contenido de oxígeno presente en las aguas. - Aportes excesivos de nutrientes. Las aguas residuales contienen nutrientes (N y P principalmente) causantes del crecimiento descontrolado de algas y otras plantas en los cauces receptores (eutrofización). - Daños a la salud pública

CONSIDERACIONES FINALES- TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES URBANAS

Toda actividad humana sobre el planeta trae consigo afectaciones al medio y quizás una de las más impactantes es la producción de aguas residuales debido a la necesariedad del uso del líquido para todas las actividades urbanas, uso que es condicionado por diferentes factores tales como la disponibilidad de las fuentes de agua, el costo de la misma, su calidad, entre otros. No obstante, el ser humano en medio de su “conciencia por el cuidado de los recursos naturales” a decir verdad por la obligatoriedad del buen manejo de los recursos en aras de que estos puedan seguir existiendo y aprovechándose, genera acciones que permiten devolver al entorno las aguas usadas en aguas “limpias” de forma tal que minimice el impacto por estas aguas servidas. Una de las acciones implementadas para dar solución al problema de las aguas vertidas es el manejo de aguas residuales urbanas, lo cual resulta imprescindible si se desea que el recurso hídrico sea preservado en su totalidad y pueda llegar nuevamente a las fuentes, aunque sea, menos contaminado que como resulta de la emanación de los hogares, la industria y la escorrentía misma producida por las aguas lluvias. Pero ¿qué factores influyen en el manejo de esas aguas residuales urbanas? Nos detendremos a analizar cada uno de esos factores.

Económicas: este factor es determinante ya que si los municipios o las administraciones no poseen suficientes recursos y a su vez no los gestionan, es imposible implementar un sistema de tratamiento de aguas residuales urbanas, aunque existen alternativas económicas como los FILTROS VERDES que son “sistemas naturales de depuración a través de humedales construidos que son sistemas de depuración constituidos por lagunas y canales poco profundos plantados con vegetales propios de las zonas húmedas y en los que los procesos de descontaminación tienen lugar mediante las interacciones entre el agua, el sustrato sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna”24. No obstante, en un país como el nuestro permeado por la corrupción, principalmente

24 García. J. (2008). Depuración con humedales. Guía Práctica de Diseño, Construcción y Explotación de Sistemas de Humedales de Flujo Subsuperficial. Departamento de Ingeniería Hidráulica, Marítima y Ambiental de la Universidad Politécnica de Catalunya

desde los entes administrativos, este tipo de idea no hace eco dado a que por lo general no implican grandes obras de infraestructura en las que se puede “captar” recurso que queden en el bolsillo de los administradores, sin embargo esta sería una excelente alternativa de solución principalmente para municipios y asentamientos pequeños en Colombia.

Sociales: el crecimiento desordenado de las ciudades y poblaciones debido a

diferentes causas, entre otras las llamadas invasiones o asentamientos suburbanos que surgen como consecuencia, entre otros factores, a desplazamientos por la violencia, deficiencias económicas y necesidades urgentes de vivienda, ocasionan que las aguas negras producidas en estos asentamientos lleguen sin ningún tratamiento al medio, generando todo tipo de contaminación.

Culturales: definitivamente nuestra cultura, en general, no está basada en

principios de conservación, es por esto que el ciudadano común hace manejos inadecuados a las aguas servidas mediante acciones como el arrojar basuras y desechos tanto líquidos como sólidos a las calles lo que conlleva a que estos desechos lleguen a las “cloacas” de la ciudad recrudeciendo más el problema; en las pequeñas industrias, principalmente, no se implementan elementos como trampas para grasas y emulsificantes que disminuyan el grado de contaminante de las aguas servidas, incluso el uso desorbitante de detergentes (en su mayoría no armónicos con el medio ambiente) acentúan aún más la problemática.

Políticas: Colombia es n papis donde la legislación y las políticas se escriben de

forma elegante en el papel. Sin embargo. La realidad es que, pese a que se generan políticas ambientales idóneas estas no son aplicadas por los entes administradores ni seguidas por los organismos de control, incluso, sólo en pocos casos son sancionadas por las autoridades. De esa manera es difícil llegar a tener un país donde el manejo de sus aguas residuales urbanas sea adecuado y genere beneficios al medio.

5 DEPURACIÓN CON PLANTAS MACROFITAS EN FLOTACIÓN – FILTROS

VERDES

Los filtros verdes consisten en la aplicación de un caudal controlado de agua residual sobre la superficie del terreno, donde previamente se ha instalado una masa forestal o cultivo. El agua se aplica al terreno mediante riego a manta o a través de surcos y da como resultado una depuración del efluente, el crecimiento de las especies vegetales generalmente arbóreas maderables y la recarga artificial de los acuíferos. La suma de estos factores generan un beneficio económico producido por la venta de la madera producida, a esto debemos añadir la reversibilidad en el terreno con este tipo de tratamiento, el cual propicia una serie de ventajas en su aplicación.

Las especies vegetales a implantar deberán tener una importante capacidad de asimilación de nutrientes, rápido crecimiento, gran consumo de agua por transpiración, tolerancia a los suelos húmedos, escasa sensibilidad a los componentes del agua

residual y unas mínimas exigencias de explotación. Las especies vegetales más usadas en los filtros verdes son los chopos (PopulusNigra), aunque en la actualidad se está empezando a utilizar eucaliptos (Eucalyptus).

La depuración se realiza mediante la acción conjunta del suelo, los microorganismos y las plantas por medio de una triple acción: física (filtración), química (intercambio iónico, precipitación y coprecipitación, fenómenos de óxido-reducción) y biológica (degradación de la materia orgánica). Esta depuración tiene lugar en los horizontes superiores del terreno donde se encuentra una capa biológica activa.

El tratamiento de aguas residuales se puede efectuar en reactores de película biológica, poniendo en contacto dichas aguas con una población microbiana mixta, en forma de una película biológica adherida a la superficie de un medio sólido de soporte. En cualquier superficie en contacto con microorganismos donde se tengan los nutrientes necesarios, se desarrolla una capa biológicamente activa y en consecuencia, las películas biológicas adheridas constituyen una característica de todo tipo de reactor biológico.

Los sistemas de películas adheridas se pueden considerar de dos tipos diferentes: sistemas estacionarios de película de medio fijo, y sistemas de película de medio en movimiento. En ambos tipos de sistemas, el agua residual se mueve en relación con la película microbiana y el soporte sólido al que está adherida. En el primer caso, el agua residual pasa sobre el medio estacionario y en el segundo caso, el medio se mueve a través del líquido. Los reactores de película biológica en medio fijo han estado en uso desde hace mucho tiempo para el tratamiento de las aguas residuales, pero los sistemas de medio en movimiento son relativamente recientes.

Figura 14. Formación de película microbiana aerobia y anaerobia en el medio de soporte de un biofiltro.

El agua influente debe de someterse a un proceso de pretratamiento y un sistema de sedimentación previo, si bien en la mayoría de los filtros verdes implantados, este se limita a un desbaste mediante rejas. Los filtros verdes no hacen posible la utilización posterior del agua, debido a que es consumida por la vegetación y retomada en forma de vapor a la atmósfera (traspiración). La que no es aprovechada por la biomasa forestal, se evapora o se percola horizontal o verticalmente en el suelo. Por la razón de contar con un suelo muy permeable podría provocarse la contaminación de las aguas subterráneas.

Las raíces de las plantas actúan como bombas aspirantes que extraen de la solución del suelo el agua y las sales minerales necesarias para su desarrollo. En cuanto a los microorganismos del suelo, las acciones más importantes se deben a las bacterias, hongos, algas y protozoos; la principal función es la descomposición de la materia orgánica. Por otra parte la conversión de una superficie de terreno en filtro verde, originará unas condiciones ambientales típicas que darán origen a una biocenosis en la que se establecen interacciones de competición y antagonismo. Como consecuencia de estas interacciones se logra una elevada tasa de eliminación de organismos patógenos aportados por el agua residual. Con estas tecnologías las aguas depuradas no son reutilizables de forma inmediata, sino que se infiltran en el terreno y se incorporan a los acuíferos. Es necesario controlar la calidad del agua que se infiltra tomando muestras a distintas profundidades, para eso se instala en la parcela un red de lisímetros.

En su operación, deben alimentarse las parcelas de manera intermitente (cada 4 a 10 días), dependiendo de la cantidad de lluvias en cada época del año. El caudal de alimentación oscila entre 20 y 60 m3 de aguas residuales por hectárea y por día (m3/ha*d). El filtro verde tiene uno de los mayores potenciales de tratamiento de todos los sistemas de depuración debido a la aplicación de cargas relativamente bajas sobre el suelo vegetado y a la existencia de un ecosistema muy activo en el suelo, a escasa distancia de la superficie.

Para la instalación de un filtro verde se requieren una serie de condiciones relacionadas con el terreno y el agua residual:

Terrenos con características de permeabilidad y granulometría determinadas. Los más idóneos son los terrenos franco-arcillosos y franco-arenosos.

Nivel piezométrico a más de 1,5 m de la superficie (aunque generalmente este valor debe ser aumentado al doble o triple).

Superficie del orden de 1 ha por cada 250 habitantes, lo que es igual a 40 m2/hab, que variará de 10 a 90 m2/hab dependiendo de la climatología y de las características hidrogeológicas de la zona.

El efluente no debe contener sustancias nocivas para los cultivos.

Con este sistema se consiguen los siguientes rendimientos de eliminación: DQO entre 80-90%, DBO entre 90-95%, sólidos en suspensión entre 90-95%, nitrógeno entre 80-90% y fósforo entre 80-90%. El mantenimiento de un sistema de filtros verdes consiste en la limpieza del pretratamiento, eliminación de la costra que se forma en la capa superficial del terreno (gradeo), la poda de los árboles, rotación de las parcelas de riego, limpieza de los depósitos encargados de recoger la muestra, inspección de los troncos, hojas y ramas de los árboles para detectar posibles plagas, eliminación de las hierbas que crecen alrededor de los troncos de los árboles empleándose hoces, guadañas, etc.

Estos sistemas de tratamiento se usan principalmente para la depuración de aguas residuales de pequeños municipios que posean de una superficie suficiente para su instalación.

Como hemos comentado anteriormente, se trata de una técnica de baja carga, se pueden distinguir dos tipos de procesos de filtros verdes:

Sistemas tipo I: su principal objetivo es el tratamiento de las aguas, por lo que la carga hidráulica no está controlada por la demanda de agua de la especie vegetal implantada, sino por la permeabilidad del terreno.

Sistemas tipo II: su objetivo principal se orienta a la reutilización de las aguas residuales mediante la producción de cosechas. En este caso la carga hidráulica viene condicionada por los requisitos concretos de la especie vegetal implantada.

Los filtros verdes presentan una serie de ventajas e inconvenientes:

Ventajas:

Fácil construcción y operación.

El mantenimiento puede reducirse a la limpieza de las unidades de pretratamiento y sedimentación Inexistencia de averías por la carencia de equipos mecánicos.

No existe demanda de consumo de energía eléctrica.

Se integra de forma armónica en el medio natural.

Posibilidad de compensar algunos costes operativos con la venta de madera.

No se producen lodos.

Altos rendimientos de operación.

Pueden asimilar bien caudales pico e incrementos de carga contaminantes.

Actúan como sumidero de CO2, fijando unas 150 t/año por hectáreas de chopera.

Se consigue de forma indirecta la protección de los bosques y la mejora de la calidad de la atmósfera.

Inconvenientes:

En climas de invierno frio se produce una parada vegetativa en el crecimiento de los cultivos instalados en el filtro disminuyendo sensiblemente el rendimiento de eliminación de contaminantes del sistema.

Debido a la disminución de los procesos de evapotranspiración se corre el riesgo de que pueda afectar al agua subterránea.

Limitación de su aplicación en zonas de alta pluviosidad.

La exigencia de grandes áreas de terreno para la implantación del filtro verde.

No es aplicable a todos los suelos (depende de su capacidad de infiltración y de la profundidad del nivel freático).

6 CONCLUSIONES

Toda actividad humana sobre el planeta trae consigo afectaciones al medio y quizás una de las más impactantes es la producción de aguas residuales debido a la necesidad del uso del líquido para todas las actividades urbanas, uso que es condicionado por diferentes factores tales como la disponibilidad de las fuentes de agua, el costo de la misma, su calidad, entre otros. No obstante, el ser humano en medio de su “conciencia por el cuidado de los recursos naturales” a decir verdad por la obligatoriedad del buen manejo de los recursos en aras de que estos puedan seguir existiendo y aprovechándose, genera acciones que permiten devolver al entorno las aguas usadas en aguas “limpias” de forma tal que minimice el impacto por estas aguas servidas.

Una de las acciones implementadas para dar solución al problema de las aguas

vertidas es el manejo de aguas residuales urbanas, lo cual resulta imprescindible si se desea que el recurso hídrico sea preservado en su totalidad y pueda llegar nuevamente a las fuentes, aunque sea, menos contaminado que como resulta de la emanación de los hogares, la industria y la escorrentía misma producida por las aguas lluvias.

Pero ¿qué factores influyen en el manejo de esas aguas residuales urbanas? Nos detendremos a analizar cada uno de esos factores.

Económicas: este factor es determinante ya que si los municipios o las

administraciones no poseen suficientes recursos y a su vez no los gestionan, es imposible implementar un sistema de tratamiento de aguas residuales urbanas, aunque existen alternativas económicas como los FILTROS VERDES que son “sistemas naturales de depuración a través de humedales construidos que son sistemas de depuración constituidos por lagunas y canales poco profundos plantados con vegetales propios de las zonas húmedas y en los que los procesos de descontaminación tienen lugar mediante las interacciones entre el agua, el sustrato sólido, los microorganismos, la vegetación e incluso la fauna”[6]. No obstante, en un país como el nuestro permeado por la corrupción, principalmente desde los entes administrativos, este tipo de idea no hace eco dado a que por lo general no implican grandes obras de infraestructura en las que se puede “captar” recurso que queden en el bolsillo de los administradores, sin embargo esta sería una excelente alternativa de solución principalmente para municipios y asentamientos pequeños en Colombia.

Sociales: el crecimiento desordenado de las ciudades y poblaciones debido a

diferentes causas, entre otras las llamadas invasiones o asentamientos suburbanos que surgen como consecuencia, entre otros factores, a desplazamientos por la violencia, deficiencias económicas y necesidades urgentes de vivienda, ocasionan que las aguas negras producidas en estos asentamientos lleguen sin ningún tratamiento al medio, generando todo tipo de contaminación.

Culturales: definitivamente nuestra cultura, en general, no está basada en principios de conservación, es por esto que el ciudadano común hace manejos inadecuados a las aguas servidas mediante acciones como el arrojar basuras y desechos tanto líquidos como sólidos a las calles lo que conlleva a que estos desechos lleguen a las “cloacas” de la ciudad recrudeciendo más el problema; en las pequeñas industrias, principalmente, no se implementan elementos como trampas para grasas y emulsificantes que disminuyan el grado de contaminante de las aguas servidas, incluso el uso desorbitante de detergentes (en su mayoría no armónicos con el medio ambiente) acentúan aún más la problemática.

Sector consumidor de recursos hídricos es el área rural ya que la disponibilidad

hace que en algunas zonas sea necesario emplear otros recursos, como aguas residuales domésticas. Aunque siempre es recomendable tratarlas antes de su uso, en la práctica de algunas regiones el empleo de aguas residuales crudas, diluidas en cuerpos de agua superficiales y, en menor proporción, el de aguas tratadas, aunque no necesariamente de forma adecuada. El empleo seguro en actividades agrícolas requiere un tratamiento y un manejo apropiados.

El reúso de aguas residuales es recomendado principalmente para aquellos

cultivos que sufrirán una transformación industrial; sin embargo, en general hay un uso elevado en cultivos de consumo directo, como el de hortalizas, lo que representa riesgos para la salud pública que deben ser considerados ante este tratamiento. Las aguas residuales doméstica en los hogares urbanos pueden ser requeridas para otras actividades que no sea el consumo humano.

La inapropiada recolección, tratamiento y disposición de las aguas residuales,

han generado, una problemática progresiva de contaminación ambiental y sanitaria principalmente en las fuentes abastecedoras de agua, limitando así la disponibilidad del recurso hídrico y restringiendo su uso en el país.

Es necesario que más empresas se unan a las iniciativas de empresas como

EPM, quienes desde hace varios años se han hecho conscientes de la gran importancia que tiene para el país y para el planeta el cuidado, la conservación y protección del medio ambiente por medio de prácticas sostenibles, que no solamente hacen bien a los ecosistemas sino que además se han convertido en el pilar fundamental de sus economías.

Se hace necesario que todas las personas iniciemos campañas de manejo de

aguas residuales desde el hogar. Es importante reconocer que los seres humanos somos los principales contaminantes de las fuentes hídricas, ya que cada una de nuestras actividades concluyen en un acto contaminante. Por ello debemos analizar nuestras prácticas cotidianas y abolir aquellas que sean innecesarias, como el empleo de detergentes y químicos fuertes que pueden ser reemplazados por otros de origen fabricación natural.

En La industria alimenticia es la más responsable de la producción de aguas

residuales, y es un hecho que es de la que mayor servicio requiere el ser humano. Frente a esto debemos tomar conciencia de nuestras prácticas

alimenticias y considerar algunas que bajen un poco el consumismo de productos de fabricación altamente contaminante. Hoy en día la ciencia y la tecnología han avanzado muchísimo, pero se debe reflexionar sobre que tanto nos favorecen los avances en temas como la salud y el bienestar nuestro y de nuestros hijos.

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