Lodos y Aguas_Mod19

Enero, 2004

La Paz - Bolivia

Autor: Ph. Dr. Francisco Cuba Terán

Lodos y Aguas

Servidas Tratadas

s i s t e m a m o d u l a r d e c a p a c i t a c i ó n

Capacitación para

la EPSA Boliviana

No. 19

OperacionesTécnicas

Módulo Nº 19 – Aguas servidas y lodos

19-Lodos_y_Aguas_Servidas_Tratadas-V1 SISTEMA MODULAR

PREFACIO

Proporcionar herramientas operativas sencillas y ágiles que faciliten el manejo de los sistemas de abastecimiento de agua potable y de alcantarillado sanitario con criterios de calidad, eficacia y eficiencia, constituye uno de los requisitos fundamentales para el fortalecimiento y la consolidación especialmente de las pequeñas y medianas empresas de servicio en el país. Esta es una tarea requerida y fomentada por la Ley No. 2066 de Servicios de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario del 11 de abril 2000. En el marco de sus servicios de capacitación, el SAS quiere dar a conocer guías prácticas que conduzcan al logro de la excelencia en la gestión de las entidades prestadoras de servicios de agua y alcantarillado sanitario. Asimismo pretende crear determinados conocimientos y competencias transversales mínimas que deberían existir por igual entre todos y cada uno de los funcionarios de esas entidades. Esta iniciativa puede contribuir a la reducción de los consabidos efectos de los deficientes servicios de AP y ALC-S que atentan contra la salud y el medio ambiente y que forman parte de las causas estructurales de los problemas que vive Bolivia. El presente documento es uno de los textos didácticos de la serie de módulos de capacitación del Sistema Modular que el SAS viene preparando desde 1999. La forma de presentación representa una innovación didáctica en el sector saneamiento básico en el país; todos los módulos corresponderán a un mismo concepto didáctico y a un estilo uniforme de diagramación. Deseamos que éste como todos los textos didácticos por publicar enriquezcan a capacitandos y docentes, sea en la situación del curso como en el estudio individual. Ing. Ronny Vega Márquez Lic. Michael Rosenauer Gerente General Coordinador del Programa de Agua ANESAPA Potable y Alcantarillado Sanitario en Pequeñas y Medianas Ciudades PROAPAC - GTZ


SISTEMA MODULAR 19-Lodos_y_Aguas_Servidas_Tratadas-V1 Pág. 3 de 115

ÍNDICE GENERAL

Pág. PREFACIO 2 SIGLAS Y ABREVIACIONES UTILIZADAS 5 INTRODUCCIÓN 7 1. NOCIONES SOBRE LOS SISTEMAS DE DEPURACIÓN PREVIOS A LA

REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES 8 1.1 Depuración del agua residual urbana 8 1.2 Sistemas de depuración convencionales 9

1.2.1 Tratamiento preliminar 10 1.2.2 Tratamiento primario 10 1.2.3 Tratamiento secundario 11 1.2.4 Tratamiento terciario 11

2. REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS 15 2.1 Aspectos sanitarios relacionados con la reutilización de ARU 16

2.1.1 Contaminación fecohídrica 18 2.1.2 Grupos de organismos patógenos 18 2.1.3 Vías de exposición y transmisión de patógenos 20 2.1.4 Supervivencia de patógenos 21 2.1.5 Contaminación por compuestos tóxicos y peligrosos 22

2.2 Experiencias de reutilización de ARU depuradas 25 2.2.1 Reutilización agrícola y forestal 27 2.2.2 Rendimientos de cosechas 28 2.2.3 Restricción de cultivos 28

2.3 Aptitud para riego agrícola de las ARU depuradas 31 2.3.1 Calidad de las ARU depuradas para riego 34 2.3.2 Necesidad de ARU depuradas para riego 40 2.3.3 Sistemas de riego para aplicación de ARU depuradas 45

2.3.3.1 Riego por surcos 45 2.3.3.2 Riego por inundación 46 2.3.3.3 Riego por aspersión 47 2.3.3.4 Riego por goteo 51 2.3.3.5 Sistemas hidropónicos 54

2.4 Recuperación de suelos salinos con ARU depuradas 55 2.5 Reutilización en acuicultura 55 2.6 Reutilización industrial 56 2.7 Reutilización municipal 56 2.8 Riesgos asociados con la reutilización de ARU depuradas 59

3. LODOS RESIDUALES URBANOS 61 3.1 Tratamiento de lodos residuales urbanos 61 3.2 Tipos de lodos generados en el tratamiento de aguas residuales 64

4. REUTILIZACIÓN DE LODOS RESIDUALES 66 4.1 Compostaje de lodos residuales 67

4.1.1 Sistemas de compostaje 69 4.1.2 Factores y parámetros que influyen en el proceso 71


Pág. 4 de 115 19-Lodos_y_Aguas_Servidas_Tratadas-V1 SISTEMA MODULAR

4.2 Aspectos a considerar para la reutilización de lodos 72 4.2.1 Aspectos físicos 73 4.2.2 Aspectos biológicos 73 4.2.3 Aspectos nutricionales 73 4.2.4 Potencial contaminante de los compost de lodos 81 4.2.5 Rendimientos de cosecha 85 4.2.6 Usos medioambientales de los lodos compostados 88

5. DISPOSICIÓN DE LODOS EN RELLENOS SANITARIOS Y LAGUNAS 93 5.1 Aspectos generales 93 5.2 Rellenos sanitarios 93 5.3 Lagunaje 95

6. CONSIDERACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS Y LODOS RESIDUALES 98

ANEXOS 101 Anexo 1: Formato para la Planificación de Módulos (FPM) 102 Anexo 2: Glosario 103 Anexo 3: Bibliografía 111



SIGLAS Y ABREVIACIONES UTILIZADAS

ALC alcantarillado ANESAPA Asociación Nacional de Empresas e Instituciones de Servicio de Agua

Potable y Alcantarillado AP agua potable Art. artículo (de una norma legal) ARU aguas residuales urbanas cap. capítulo (del presente texto) cm centímetro(s) CC capacidad de campo CE conductividad eléctrica CF coliformes fecales CT Comisión Técnica DAP densidad aparente del suelo DBO demanda bioquímica de oxígeno DRA disponibilidad real de agua D.S. Decreto Supremo DTA total de agua disponible en el suelo por cada cm de profundidad del suelo E factor de eficiencia variable de acuerdo al sistema de riego ECA valores de evaporación del tanque Clase “A” EDAR estación depuradora de aguas residuales EPSA Entidad Prestadora de Servicios de Agua y Alcantarillado Sanitario

(antiguamente EPS) ETP evapotranspiración potencial ETPd evapotranspiración potencial diaria ETP0 evapotranspiración potencial de referencia f Factor de disponibilidad de agua de acuerdo a la respuesta de los cultivos

frente a la disponibilidad de agua en el suelo Fig. Figura FPM Formato de Planificación de Módulos FT Fuerza de Tarea GTZ Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit GmbH (Cooperación

Técnica Alemana) ha hectárea(s) Kc coeficiente del cultivo Kt coeficiente del tanque dependiente del tamaño, borde, humedad relativa del

aire y velocidad del viento l litro(s) LRA lámina de riego a aplicar LRN lámina real necesaria meq miliequivalente(s) mg miligramo(s) ml mililitro(s) mmho micromho(s) MO materia orgánica MVSB Ministerio de Vivienda y Servicios Básicos NPK nitrógeno, fósforo y potasio OMS Organización Mundial de la Salud O&M operación y mantenimiento párr. párrafo (de una sección del presente documento) PMP punto de marchitez permanente ppm partes por millón R.M. Resolución Ministerial



SAR relación de adsorción de Sodio SAS Dirección de Servicios de Capacitación y Asistencia Técnica de ANESAPA

(Servicios de Apoyo a la Sostenibilidad en Saneamiento Básico) SB saneamiento básico SISAB Superintendencia Sectorial de Saneamiento Básico SS sólidos en suspensión ton tonelada(s) TR turno de riego VSB Viceministerio de Servicios Básicos (La Paz) Z profundidad efectiva del sistema radicular del cultivo µ micra(s)



INTRODUCCIÓN

El constante incremento de la población Mundial viene acompañado de una presión sobre los recursos naturales cada vez más intensa y el sucesivo deterioro general del medioambiente. La incesante explotación y utilización de los mismos por parte de la actual sociedad industrial y de consumo, tiene como consecuencia la generación de ingentes cantidades de residuos sólidos, líquidos y gaseosos que se vierten en medios cada vez menos capaces de asimilarlos con lo cual se viene provocando una grave afectación a los ecosistemas y riesgos a la salud humana. Parte importante de la problemática mencionada constituye la gestión integral de efluentes, un problema siempre pendiente y de cada vez mayor magnitud en gran parte de los países en vías de desarrollo. Parte de su solución consiste en la depuración de las aguas procedentes de las actividades humanas para poder ser aprovechadas en otros usos. La reutilización de estas aguas servidas tratadas ofrece grandes beneficios pues por una parte permite explotar éste elemento primordial de forma sostenible, produciendo alimentos y materia primas y por otra, minimizar la contaminación en los ríos y cuerpos de agua receptores de los vertidos generados por los núcleos de población además de ofrecer la posibilidad de incremento del volumen aprovechable en las zonas deficitarias en recursos hídricos. Así mismo, existe la posibilidad de aprovechar los residuos sólidos (lodos) producidos durante los procesos de depuración con fines agrícolas y en la bioregeneración de suelos degradados. Previo a cerrar esta introducción, se expresa un agradecimiento a los integrantes de la CT2 / FT2 quienes han aportado sugerencias al texto y al Ing. Denis Angulo Velarde, quien realizó una profunda revisión. Finalmente cabe agradecer a la Lic. Janett Ferrel Díaz por su prolija labor de edición técnica del texto.

Ph. D. Francisco J. Cuba Terán Ing. Guillermo Jordán Ibáñez Autor Redactor del texto didáctico Fuerza de Tarea 2

Cap. 1. NOCIONES SOBRE LOS SISTEMAS DE DEPURACIÓN PREVIOS A LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES


REUTILIZACIÓN Y

DISPOSICIÓN FINAL DE AGUAS

SERVIDAS Y LODOS

1. NOCIONES SOBRE LOS SISTEMAS DE DEPURACIÓN PREVIOS A LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

1.1 Depuración del agua residual urbana

(1) Los objetivos de la depuración de ARU (agua residual urbana) consisten básicamente en la reducción de la carga de contaminantes del vertido y su transformación en inocuo para el medio ambiente y la salud humana. Los motivos que llevan a la depuración del agua previamente a su destino final son:

a) La prevención de enfermedades hídricas

b) La prevención de molestias (olores, insectos, estética, etc.)

c) La conservación de las fuentes de abastecimiento de agua para la población

d) El mantenimiento de las aguas con calidad para usos agrícolas e industriales

e) El mantenimiento de la vida piscícola

f) El mantenimiento de las aguas para el uso en baño y propósitos recreativos

(2) Para alcanzar este fin se hace necesaria la adopción de métodos de tratamiento eficaces y cuyos costos pueden llegar a ser elevados para las condiciones socio-económicas de los países en vías de desarrollo. Por otra parte y contrariamente a la realidad de los países desarrollados, las opciones de tratamiento más interesantes en los países pobres son aquellas que eliminan los patógenos pero no eliminan los nutrientes presentes en la ARU para así aprovecharlos en los suelos normalmente de baja fertilidad.

Objetivos y motivos

Técnicamente el agua residual puede ser tratada hasta alcanzar estándares de calidad del agua de consumo.

A través de la reducción de: Sólidos en suspensión Sólidos inorgánicos disueltos Materia orgánica degradable Compuestos tóxicos Patógenos Elevada cantidad de nutrientes Metales pesados



1.2 Sistemas de depuración convencionales

(3) Para la depuración de las ARU se deben adoptar un conjunto de sistemas definidos como “operaciones unitarias”, cuando concurran fenómenos exclusivamente de tipo físico y de “procesos unitarios”, cuando concurran fenómenos de transformación química o bioquímica de la materia junto con otros de tipo físico1 . Estos procesos tienen lugar en un área delimitada, generalmente con control del tiempo y bajo ciertas condiciones controladas. Los sistemas del tratamiento de las ARU se dan en las siguientes etapas sucesivas: Tratamiento preliminar, primario, secundario, terciario y lodos (como subproducto del agua residual).

(4) La separación entre los distintos tipos de tratamientos mencionados muchas veces no es totalmente clara no obstante apuntan a diferentes objetivos o “niveles de tratamiento” dependiendo del grado de purificación que se quiera lograr. Algunos de ellos permiten concentrar, transformar, inmovilizar o incluso eliminar algunos de los elementos presentes en las ARU, de tal manera que se obtenga un agua más “limpia” (ARU depurada) para que cumpla con ciertos requisitos de calidad y su posterior reutilización con fines agrícolas, forestales o de recreación.

(5) Los procesos mencionados se llevan a cabo en estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR). En el funcionamiento de una EDAR “tipo” se suelen distinguir dos grandes líneas:

• Línea de agua. Es el conjunto de los procesos (primarios, secundarios, etc.) que depuran el agua propiamente dicha. Comienza con el agua que entra a la depuradora y termina con el agua vertida a un curso de agua.

• Línea de fangos o lodos. Está formada por el conjunto de procesos a los que se somete al material sólido denominado “lodo de depuración” que se produce en la línea de agua. Estos lodos son tratados en un digestor anaeróbico o en otra forma similar, para ser después incinerados, usados como abono (“compost”) o simplemente depositados en un vertedero o relleno sanitario.

1 Fuente: Seoánez (1995)

Sistemas de Tratamiento

La elección de los niveles de tratamiento está en función del grado de contaminación que tenemos y al grado de purificación que queremos conseguir y por supuesto, la platita.

La EDAR va reduciendo la carga contaminante en diferente proporción a medida que el agua atraviesa los diferentes sistemas de tratamiento.

Operaciones como desbaste, desarenación, sedimentación, coagulación, etc., y procesos como filtros biológicos, lagunaje aeróbio o anaeróbio, cloración, etc.

ARU depurada



(6) En una EDAR también se generan, además de los lodos, otros residuos (arenas, grasas y objetos diversos separados en el tratamiento previo y primario) que son normalmente llevados a vertederos.

1.2.1 Tratamiento preliminar

(7) El tratamiento previo tiene como objetivo eliminar de las aguas residuales todos aquellos elementos que por su naturaleza o tamaño pueden afectar al correcto funcionamiento de los tratamientos posteriores por su acción mecánica, formación de sedimentos, abrasión o atascos. Solamente con este tratamiento se pueden obtener tasas de reducción de los sólidos en suspensión (SS) del orden del 15 al 30%; DBO del 15% y bacterias del 0,5 al 20%. Con esto se obtiene un efluente preliminar y lodos de pretratamiento.

1.2.2 Tratamiento primario

(8) El tratamiento primario o “sedimentación primaria” tiene como objetivo la separación por medios físicos (por acción de la gravedad) de los sólidos en suspensión no retenidos en el tratamiento previo. Para tal fin se emplea un sistema denominado “decantador primario”. El agua, una vez tratada, se recoge por medio de vertederos periféricos desde donde pasa a las siguientes operaciones de tratamiento o bien es evacuada hacia el exterior, para su vertido. Mediante este tratamiento se obtiene un efluente primario y un lodo residual (lodo primario).

(9) La sedimentación de sólidos en suspensión provoca que la DBO de las aguas residuales de entrada se reduzca al menos en un 20% (normalmente del 25 al 40%), y el total de los sólidos en suspensión (SS >10µm) al menos en un 50% (hasta 70%) antes del vertido. La población bacteriana se reduce entre un 25 y 75% y los huevos de helmintos en hasta 50%, la remoción de virus es escasa.

Reducción de sólidos gruesos, minerales y arenas

Tratamiento Preliminar Desbaste

Desarenación Efluente tratado

Línea agua

Afluente ARU

Tasas de reducción en Tratamiento preliminar

Tratamiento Primario

Sedimentación Afluente

Efluente tratado

Lodo primario

Reducción de sólidos finos y obtención de lodo

Línea agua

Línea lodo

Tasas de reducción en Tratamiento primario



1.2.3 Tratamiento secundario

(10) Este tratamiento incluye un tratamiento biológico con sedimentación secundaria cuya finalidad es conseguir la biodegradación de la materia orgánica (MO) que no ha sido retirada durante el tratamiento primario. El proceso se basa en la retención del fluido, para estimular el desarrollo de microorganismos (cepas bacterianas aeróbias) capaces de asimilar (digerir) las substancias orgánicas presentes en las ARU, con esto se eliminan las partículas coloidales y similares hasta conseguir una reducción apreciable de la DBO (al menos entre un 70-90%) y de los sólidos en suspensión (SS) de al menos un 90%.

(11) El proceso normalmente se optimiza llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (con microorganismos). Tales tanques poseen sistemas de burbujeo o agitación que garantizan condiciones aeróbias para el crecimiento microbiano. Posteriormente se conduce este líquido a tanques cilíndricos, con sección en forma de tronco de cono, en los que se realiza la decantación de los lodos. El fraccionamiento se hace en dos partes, una compuesta por el fango biológico que se recircula nuevamente a los reactores aeróbios, desde el fondo de estos últimos decantadores, y otra el agua residual clarificada y depurada. De esta forma se obtiene como producto final un efluente secundario y un lodo secundario.

1.2.4 Tratamiento terciario

(12) Un tratamiento terciario es aquel que está destinado a completar un tratamiento secundario y su finalidad es la precipitación de substancias disueltas y la eliminación de los materiales en suspensión y coloidales todavía presentes en concentraciones elevadas en el efluente secundario. El tratamiento se realiza mediante procesos físicos y químicos

Biodegradación microbiana

Digestión y oxigenación “Comen MO y respiran

O2“

Transformación de la MO inestable en

estable (lodo biológico) “Transforman“

Transformación de la materia orgánica

MO-Inestable MO-Estable C, N, S, P, O, H CO2, NO3, SO4, PO4

Reducción de materia orgánica y sólidos finos; obtención de lodo primario

Tratamiento Secundario

Línea agua

Aireación Afluente

Efluente tratado

Lodo secundario

Sedimentación final

Línea lodo



especiales para substancias concretas como nutrientes (fósforo, nitrógeno), minerales, metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc.

(13) El tratamiento terciario es el tipo de tratamiento más caro y avanzado y se usa en casos más especiales como la purificación de ARU con contenidos anormales de algunos elementos o cuando el vertido final se hará en zonas declaradas sensibles (peligro de eutrofización).

(14) Los tratamientos terciarios avanzados incluyen la desinfección o eliminación de los microorganismos patógenos, aún presentes en los efluentes secundarios. Los procesos de desinfección se pueden llevar a cabo a través de métodos físicos (aplicación de radiación ultravioleta, radiación gamma, microondas, ultrasonidos) pero por lo general se realiza mediante la adición de productos químicos (ozonización y cloración con hipoclorito sódico). El efluente obtenido recibe la denominación de efluente secundario desinfectado. Las dosis recomendadas para la desinfección de efluentes constan en la Tabla 1.

Tabla 1: Dosis media de cloro para desinfección de distintos tipos de efluentes2

Dosis Efluente mg/l ARU bruta 6 - 25 - Decantación primaria 5 - 20 - Planta de lechos bacterianos 3 - 15 - Planta de lodos activos 2 - 18 2 - 10 Planta de floculación química 2 – 6 2 - 10 Planta de lodos activos con filtración 1 – 5 2 - 10

(15) Las Tablas 2 y 3 resumen el porcentaje de reducción de algunos parámetros físicos y microbiológicos de calidad luego de la adopción de algunos de los tratamientos descritos.

2 Fuente: Castillo et al.(1994).

Reducción de nutrientes contaminantes y desinfección

Tratamiento Terciario Reducción de

nutrientes Desinfección

Afluente Efluente tratado

Línea agua



Tabla 2: Intervalo de reducción de DBO5, sólidos en suspensión y coliformes tras la adopción de diferentes procesos de depuración según varios autores3

% Reducción Tratamiento

DBO5 Sólidos en suspensión ColiformesSólo cloración 15 – 30 - 90 – 95 Tratamiento previo 15 – 30 15 – 30 10 – 25 Decantación primaria 25 – 40 50 – 70 25 – 75 Efluente 1º + cloración – – 99 Fosas sépticas - tanques Imhoff 17 – 60 37 – 85 10 – 90

70 – 80 80 – 90 80 – 90 70 – 85 40 – 60 Físico-químico (floculación)

50 – 75 65 – 90 99

75 – 95 Fangos activos (aireación prolongada)

85 – 99 83 – 99 90

85 – 95 90 – 98 Fangos activos (convencional)

75 – 90 85 – 92

90 80 – 90 70 – 92 90 – 95

80 – 90 Lechos bacterianos 60 – 95 52 – 90

90 – 99 Efluente 2º + cloración – – 98 – 99

80 – 95 Lagunas aeróbias

60 – 96 70 – 90 99

80 – 95 60 – 95 Lagunas facultativas

90 50 - 90 99

50 – 86 Lagunas anaeróbias

50 – 60 60 – 80 99

60 – 85 85 – 90 Lechos de turba

85 – 90 90 99

70 – 97 Biodiscos

85 75 – 97 85

90 – 99 95 – 98 95 – 98 Filtro verde (riego)

99 98 98 Filtro verde (escorrentía) 92 – 96 95 99

80 – 99 Infiltración - percolación

85 – 98 95 95

3 Fuente: Metcalf-Eddy (1985), Degrémont (1979).



Tabla 3: Concentración de organismos patógenos presentes en ARU bruta y tras la adopción de tratamientos primario y secundario4

Concentración en ARU bruta Tratamiento primario Tratamiento

secundario Organismo Nº / 100 ml

106 – 107 0,5 x 108

0,3 x 106

1,6 x 108 104 – 109

Escherichia coli

4,0 x 106 0,6 x 107

5,4 x 103

125 400 – 1200 Salmonella sp. 400 – 8000

56 0,22

73000 50700 Clostridium sp. 29600

46000 27000

Mycobacterium sp. 20 – 100 – –

(16) Cabe notar que los textos didácticos Nº17 y Nº18 describen con más detalle la información referida a los "Tipos de procesos de tratamiento de aguas residuales" y “Calidad de aguas residuales” respectivamente.

! 1. La depuración del agua residual a través de los diferentes sistemas de

tratamiento asegura que los diferentes cursos del agua no vayan a ser contaminados beneficiando así a nuestro medio ambiente. Dependiendo del plan de gestión ambiental esta agua puede ser reutilizada o no.

? 1. ¿Cuántos tipos de tratamientos existen? ¿Cuáles son? Explique. 2. ¿Cuáles son los parámetros de remoción más importantes para la

descontaminación del agua residual? 3. ¿Qué significa biodegradación? ¿Cuál es su propósito? 4. ¿Cuáles son los sólidos orgánicos sujetos a biodegradación?¿En que se

transforman?

1. ¿A qué sectores cree Ud. que contaminan las aguas residuales de su región? ¿A ríos, lagos, pastizales o sembradíos? ¿Otros? ¿Cuáles? Identifíquelos.

2. Elabore una tabla dónde se muestren las tasas de reducción de los principales parámetros de descontaminación para los diferentes sistemas de tratamiento existentes.

3. Proponga Ud. otros métodos de tratamiento desconocidos que gracias a su conocimiento, experiencia, creatividad e iniciativa puedan ser introducidos como alternativas en la depuración del agua en su región. Discuta con sus compañeros, recurra a conceptos básicos, realice croquis, dibujos, etc.

1. La depuración de aguas residuales aporta muchos beneficios, así mismo su uso no controlado genera impactos sobre el medio ambiente y la salud humana. Estos impactos se minimizan cuando se implementan prácticas de manejo seguras y se realizan seguimientos periódicos en la calidad de efluentes.

4 Fuente: Seoánez (1978), Degrémont (1979), Metcalf-Eddy (1985), Sierra y Peñalver (1989), Mujeriego (1990).



2. REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS

(17) La reutilización de ARU puede considerarse como un componente intrínseco del ciclo natural del agua puesto que mediante el vertido de efluentes a los cursos de agua y su dilución con el caudal circulante, las aguas residuales pueden ser reutilizadas en puntos aguas abajo, para su aprovechamiento urbano, agrícola e industrial.

(18) La reutilización planificada y a gran escala de las ARU trae grandes beneficios principalmente en zonas áridas y semiáridas debido al aporte adicional de recursos hídricos que supone, ya sea en forma de recursos netos, o bien de recursos alternativos que permiten preservar el agua de mejor calidad para otros usos más “nobles” o exigentes, como el abastecimiento público. En este mismo sentido y cuando la reutilización se efectúa para el riego agrícola, forestal o de áreas verdes y de recreación, se aprovechan los nutrientes disueltos en las ARU que pueden ser asimilados por las plantas con lo cual se evita que ciertas substancias consideradas contaminantes acaben en los cursos naturales de agua. Así mismo la reutilización permite la reducción de uso de fertilizantes químicos y posibilita el aprovechamiento de tierras con limitaciones edafoclimáticas. Una otra opción utilizada en países desarrollados es el uso del agua depurada como agua de refrigeración en torres de enfriamiento, calderos, intercambiadores de calor, etc.

(19) La reutilización de ARU hace posible un ahorro energético, al disminuir la necesidad de explotación de agua de las reservas existentes en el subsuelo y que normalmente tienen una alta calidad. Con esto se colabora en la preservación de los acuíferos a la vez que se aumenta la reserva para épocas de escasez o sequía prolongada5 .

(20) La reutilización de ARU debe incluirse en el manejo integrado de los recursos hídricos al nivel de cuencas fluviales o en la planificación rural-urbana. Los obstáculos para su inclusión parten del desconocimiento del real potencial de las ARU al ser consideradas no como un recurso sino como un problema, por el supuesto riesgo de contaminación que traen principalmente para las aguas superficiales y los cultivos. Por otro lado ya que la agricultura con aguas servidas es por lo general una actividad de tipo informal, no planificada o incluso ilegal, la población en general suele

5 Fuente : Mujeriego (1990)

Beneficios

Obstáculos sociales

Para ello debemos promocionar y crear una cultura sanitaria dentro de nuestra región o comunidad a través de la capacitación y participación colectiva.¡Informemos a todos !!!!

Una buena alternativa para nuestros grandes campos agrícolas necesitados de agua.

¡Y los ganadores al premio “Mejor nutriente en la reutilización agrícola” son: TA-TA-TA-TAAN… ¡ Nitrógeno, Fósforo y Potasio!!! Aplausos por favor…

Cap. 2. REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS


condenar junto a las autoridades sobre la práctica del uso de aguas servidas por razones de salud pública. Así mismo los investigadores se han centrado en los impactos que el uso de aguas servidas tratadas tiene sobre la salud, ignorando la existencia de la práctica mucho más generalizada de usar aguas servidas no tratadas. En el reciente Foro de Agua del Banco Mundial (Washington, 8 de mayo de 2002), se estimó que los agricultores de países en desarrollo irrigan aproximadamente 20 millones de hectáreas con aguas servidas parcialmente diluidas o sin diluir, una práctica que es la forma de vida de millones de personas pobres, sobre todo en Asia, América Latina, Oriente Medio y partes de África. De hecho, en muchos países hay más hectáreas irrigadas informalmente, con corrientes de agua urbana contaminada, que dentro de esquemas formales de riego. Sin embargo, solamente estas últimas son consideradas en las estadísticas nacionales sobre “agricultura de regadío” recopiladas anualmente por la FAO.

2.1 Aspectos sanitarios relacionados con la reutilización de ARU

(21) La legislación en materia de aguas disponible en diversos países y organizaciones, hacen claras referencias a la necesidad de disponer de una calidad mínima para las ARU depuradas antes de su vertido o reutilización. No obstante la cantidad y complejidad de las variables concurrentes en estos temas tornan complejo el establecimiento de criterios de calidad universales. Variables como el tipo de práctica de reutilización, dotaciones de agua a aplicar, tipo de suelo o de cultivos, sistemas de riego, climatología, etc., influyen de forma sustancial en el impacto final que las ARU reutilizadas pueden ocasionar en el medio ambiente o en la salud humana.

(22) A nivel mundial se han publicado normativas o recomendaciones, multitud de estándares de calidad para la reutilización de las ARU depuradas. A grandes rasgos, se podría decir que existen dos posturas diferenciadas; una podría estar representada por las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 1989 y 1990) y de países como Francia (Conseil Superieur D´hygiene Publique de France, 1991), entidades que se preocuparon en establecer unos estándares asequibles técnica y económicamente, a fin de incentivar y favorecer su cumplimiento en la mayoría de las naciones. El otro grupo está conformado por países como Estados Unidos de Norteamérica (EPA, 1992) e Israel y Japón cuyo alto nivel de desarrollo tecnológico les permite exigir altos niveles de calidad solamente

Claros ejemplos de países pobres con cultura de reutilización del agua depurada donde se han cambiado hábitos y creencias desinformantes.

Existen variados criterios sobre la calidad

del agua residual depurada

Existen variados criterios sobre la calidad

del agua residual depurada

Sobre las normativas



alcanzables con la adopción de sistemas sofisticados de depuración y estrictas normas de control fuera de las posibilidades económicas de los países en vías de desarrollo y de muy discutible rentabilidad.

(23) La Organización Mundial de la Salud (OMS, 1989) se basa en las "Directrices sanitarias sobre el uso de aguas residuales en agricultura y acuicultura". La publicación de 1990, de título "Directrices para el uso sin riesgos de aguas residuales y excretas en agricultura y acuicultura", reúne la información obtenida en la reunión de expertos de la OMS - Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y de otras publicaciones constituyendo su objetivo primordial la actualización de las directrices existentes. Sin embargo el objetivo principal de todas estas directrices es combatir la propagación de las enfermedades transmisibles, por lo que los riesgos sanitarios se limitan a la previsible contaminación microbiológica, tratando muy someramente los contaminantes químicos.

(24) En la Tabla 4 se resumen algunos de los estándares de calidad así como los tratamientos propuestos. A la hora de la elección de estándares y directrices debe preponderar la realidad y situación agrícola, hidrológica y socio-económica de los países donde las mismas se aplicarán. Así pues, los estándares propuestos deben ser considerados como recomendaciones exclusivamente técnicas, que deberán ser revisadas y adaptadas de acuerdo a cada situación particular.

Parámetro Concentración % Reducción Tipo de zona Tipo de tratamiento mg/l

DBO5 (mg/l de O2) 25 70 – 90 DQO (mg/l de O2) 125 75 Normal Secundario SS (mg/l) optativo 35 90

2 (a) P total (mg/l) 1 (b) 80

15 (a) Sensible Secundario N total (mg/l) 10 (b) 70 – 80

DBO5 (mg/l de O2) – 20 Menos sensible Primario SS (mg/l) optativo – 50 a: entre 10000 y 100000 habitantes equivalentes b: >100000 habitantes equivalentes Tabla 4: Sistemas de depuración y estándares de calidad según el tipo de zona y el

tratamiento de ARU antes de su vertido6

6 Fuente: Directiva del Consejo Europeo (1991).

Estándares de calidad

Cada región tiene su propia realidad hídrica y presenta diferentes características de consumo, sus intereses obedecen a crecientes necesidades técnicas y de gestión ambiental.

No olvidemos que la sostenibilidad de una planta de tratamiento depende de la economía de sus beneficiarios, para ellos es la factura mensual de operación y mantenimiento.



2.1.1 Contaminación fecohídrica

(25) En materia de normativa sanitaria, el primer criterio de calidad a cumplir para la reutilización las ARU depuradas es evitar la contaminación fecohídrica o transferencia de organismos patógenos que existen en las excretas humanas, hacia el suelo y plantas, debido al riesgo de consumo humano.

(26) Las normativas se basan, fundamentalmente, en el máximo número de coliformes, tanto totales como fecales y en el número de nematodos permitidos en ellas, teniendo en cuenta el tipo de cultivo a donde se apliquen y el sistema de riego a utilizar. De esto organismos, se destaca la exigencia completa, o casi completa de remoción de los huevos de nematodos intestinales (hasta una media geométrica de <1 huevo de nematodo viable por litro). Con respecto a la concentración de bacterias excretadas, para el uso irrestricto de aguas residuales en agricultura se exige una media aritmética de 100 coliformes fecales por 100 ml. Para los nematodos intestinales (Nº de huevos viables), el 95% de las muestras no excederán el valor límite. Para coliformes fecales, el 90% de las muestras no excederán el valor límite.

(27) Si se cumplen las normas citadas, también se reducirá la cantidad de otros patógenos, tales como los huevos de trematodos y quistes de protozoarios, a niveles en los que no puede detectarse su presencia. Este grado de purificación requerido para las ARU se asegura a través de un sistema de lagunas de estabilización de 4 a 5 celdas y un tiempo total de retención de 20 días. En el caso de lodos, se requiere de un almacenamiento prolongado (>6 meses) o un período menor de almacenamiento a una temperatura más elevada.

2.1.2 Grupos de organismos patógenos

(28) Las ARU brutas contienen concentraciones elevadas de agentes patógeno - infecciosos para el hombre y los animales. Los mismos pueden clasificarse en grupos correspondientes a bacterias, virus y parásitos intestinales (protozoos y helmintos).

a) Bacterias. Gran número de bacterias son huéspedes habituales del tracto intestinal de personas sanas y son normalmente excretadas en las heces. También están presentes bacterias patógenas (entéricas) capaces de provocar una gran variedad de enfermedades. Así

Concentración permitida para riego

Huevos de nematodos <1 / litro

Coliformes fecales 100 / 100ml

Si alguna de las millones de colibacterias contenidas en nuestro tracto intestinal alcanza un tejido ú órgano actúa entonces de forma patógena, somos asintomáticos hasta que nuestros “amigos” desconocen la amistad que nos une.

Normativa para coniformes y nematodos para riego



mismo una persona infectada puede ser portadora asintomática y excretar los patógenos durante largos períodos de tiempo. Por otra parte el tiempo de supervivencia de bacterias en aguas residuales es menor que el de los virus dependiendo en gran medida de las condiciones ambientales.

b) Virus. En las ARU sin depurar se pueden detectar hasta 100000 partículas virales por litro. La concentración de virus en esta aguas tiene una importante variación estacional con mayores concentraciones en la época cálida del año. A pesar que los virus no se multiplican fuera de la célula huésped son muy resistentes a las condiciones medioambientales y pueden llegar a sobrevivir en el suelo durante meses.

En contraste con otros microorganismos los virus no son fácilmente destruidos por los habituales procesos de desinfección, por lo que efluentes aparentemente libres de bacterias pueden contener virus activos. Así mismo, la ingestión de una sola partícula vírica puede ser suficiente para producir una infección.

c) Protozoos. Las ARU contienen gran variedad de protozoos patógenos capaces de originar infecciones a nivel del tracto intestinal humano. Entre ellos las especies Entamoeba histolytica, Giardia intestinalis y Cryptosporidium spp. son los causantes de la disentería amebiana, hepatitis amebiana y diversos tipos de diarrea.

d) Helmintos. La infección con helmintos representa riesgo para la salud más importante asociado con el uso de aguas servidas. Los ciclos biológicos de estos organismos son complejos y requieren en algunos casos la estancia en un huésped intermediario. El estadio infeccioso de algunos helmintos es el organismo adulto y en otros casos la larva, los huevos o quistes. Estos últimos son resistentes a las condiciones medioambientales y algunos pueden persistir a la desinfección de las aguas residuales. El helminto de mayor importancia sanitaria dada su incidencia global es Ascaris lumbricoides, Tabla 5.

Debido a que carecen de enzimas propias no tienen un metabolismo propio, se apropian de las funciones metabólicas de las bacterias o células para vivir y multiplicarse, son dependientes. ¡Que vividores!!!!

Dónde hay bacterias posiblemente hay virus, pero dónde hay virus no necesariamente hay bacterias. Un virus activo no hace nada sólo, puede que se muera sin haber disfrutado de la vida.

Mejor llamémoslos por su nombre de guerra: “Gusanos”



Organismo Enfermedad

Ancylostoma duodenale Anquilostoma duodenal Ascaris lumbricoides Ascariasis Enterobius vermicularis Enterobiasis Strongyloides stercoralis Estrongiloidiasis

Nematodos

Trichuris trichiura Tricuriasis Chlonorchis sinensis Clonorquiasis Opisthorchis Opistorquiasis Paragonimus westermani Paragonimiasis Schistosoma japonicum Esquistosomiasis

Trematodos

Schistosoma mansoni Esquistosomiasis Diphylobothrium latum Difilobotriasis Echinococcus granulosis Hidatidosis Hymenolepis nana Himenolepiasis Taenia saginata Teniasis

Cestodos

Taenia solium Teniasis Tabla 5: Principales tipos de helmintos potencialmente presentes en ARU brutas y

enfermedades que pueden llegar a provocar7

2.1.3 Vías de exposición y transmisión de patógenos

(29) El vertido de ARU provoca la transferencia de agentes patógenos a los cuerpos de agua receptores. El empleo de estos recursos en distintas actividades humanas constituye la vía de exposición y contagio de la población ya sea directamente a través del consumo del agua contaminada o a través del consumo de alimentos. A continuación se citan las principales vías de exposición y transmisión de estos agentes:

a) Aguas. El contacto con aguas residuales plantea un riesgo potencial de contaminación por contacto inhalación o ingestión accidental. Los agricultores y otros trabajadores del área rural o periurbana, son el principal grupo expuesto a una posible infección por organismos patógenos. En tales regiones, es común la transmisión hídrica por gérmenes presentes en manantiales y cursos de agua superficiales o canales superficiales.

b) Aerosoles. Los aerosoles se forman por un proceso de dispersión del agua en forma de finas gotas de diámetro comprendido entre 0,01 a 50 micras, las cuales pueden ser transportadas por el viento a considerables distancias suspendidas en el aire por lo que constituyen un eficiente medio de dispersión de virus y bacterias que pueden inhalarse y causar infecciones en las vías respiratorias. Estos aerosoles se producen principalmente durante el riego por aspersión de aguas residuales.

7 Fuente: Hawkes (1971), Sala (1991).

Transmisión relacionada con el agua

Transmisión relacionada con aerosoles



c) Suelos y plantas. La totalidad de los microorganismos son capaces de sobrevivir en el suelo, por lo que contaminan los vegetales y la superficie de sus partes comestibles. Así mismo y bajo ciertas condiciones pueden ingresar al interior de las raíces.

2.1.4 Supervivencia de patógenos

(30) Los estudios sobre la supervivencia de patógenos en las ARU depuradas deben realizarse a nivel de campo en los propios sitios donde se practica la reutilización en agricultura, acuicultura y otras aplicaciones.

(31) Los principales procesos de tratamiento a ser validados se centran en su eficiencia para la eliminación de patógenos, específicamente en la supervivencia de huevos de nematodos intestinales, seguido por la supervivencia de bacterias excretadas. Normalmente los estudios de supervivencia de virus son menos comunes en virtud de la dificultad de aplicación de las técnicas convenientes para el aislamiento de los rotavirus.

(32) La supervivencia en efluentes depende en gran medida de la temperatura del agua y en el caso de las bacterias, de la flora competitiva. La falta de esta competencia determina paradójicamente que las bacterias sobrevivan más tiempo en aguas limpias que en contaminadas. Contrariamente los virus muestran una mayor supervivencia en aguas contaminadas probablemente debido a la protección que reciben al adsorberse en los sólidos en suspensión.

(33) Las enterobacterias tienen un tiempo de supervivencia de alrededor de 20 días. Sin embargo la supervivencia de Salmonella spp. puede superar los 60 días en aguas contaminadas con materia orgánica. El tiempo de permanencia de los virus es superior al de las bacterias y se ve incrementado con temperaturas bajas (hasta 9 meses a 10°C) en cuanto que con temperaturas de 20 a 30 °C la supervivencia no sobrepasa los dos meses.

(34) El tiempo de supervivencia de los microorganismos en lodos es más reducida con respecto a suelos o plantas, pero muy es similar a la de aguas, Tabla 6.

(35) Las bacterias pueden sobrevivir en el medio edáfico durante largos periodos de tiempo si las condiciones son óptimas. Ya en zonas de clima árido y caluroso la supervivencia se limita a 60 o 90 días.

Tiempo de supervivencia

Cada microorganismo tiene diferentes temperaturas óptimas de desarrollo, así mismo su inhibición o muerte puede producirse variando la temperatura de su medio para distintos tiempos de permanencia.

La mayoría de las bacterias muere entre los 60 – 70ºC en un tiempo promedio de 10 minutos, si se aumenta la temperatura se reduce el tiempo de muerte y viceversa.

Transmisión relacionada con suelos

Patógenos en ARU depuradas

Supervivencia en efluentes

Supervivencia en lodos

Supervivencia en suelos y vegetales



Supervivencia Organismo Medio estudiado Días Suelo 25 – 170 Agua 60 – 120 Enterovirus Plantas 15 – 60 Suelo 32

Virus

Polivirus Agua contaminada 20 Brucella spp. Suelo 29 – 800

Suelo 38 Coliformes Cultivos 35 Suelo 20 – 70 Agua y lodos 30 – 60 Coliformes fecales Plantas 15 – 30

Estreptococos Suelo 35 – 63 Leptospira spp. Aguas fecales 30

Suelo 60 – 180 Agua 30 – 90 Mycobacterium tuberculosis Plantas 10 – 14 Suelo 20 – 70 Agua 39 – 69 Lodo seco 500 Cultivos poca altura 25 – 50

Salmonella spp.

Cultivos con altura 5 – 20 Agua 10 – 30 Shigella spp. Cultivos 5 – 10 Suelo 10 – 20 Agua y lodos 10 – 30

Bacterias

Vibrio cholerae Plantas 2 – 5 Suelo 10 – 20 Agua 15 – 30 Protozoos Quistes de Entamoeba histolytica Plantas 2 – 10 Suelo 400 Agua > 180 Huevos de Ascaris lumbricoides Plantas 30 – 60 Suelo 30 – 90 Larvas de Ancylostoma spp. Plantas 10 – 30

Huevos de Schistosoma spp. Lodos secos 21 Suelo > 180 Huevos de Taenia saginata Plantas 30 – 60 Suelo > 180

Helmintos

Huevos de Trichuris trichiura Plantas 30 – 60 Tabla 6: Tiempos de supervivencia en distintos medios de los principales

organismos patógenos potencialmente presentes en ARU brutas8

2.1.5 Contaminación por compuestos tóxicos y peligrosos

(36) La presencia de contaminantes tóxicos y peligrosos en las ARU depuradas es un aspecto especialmente grave en el caso de 8 Fuente: Environmental Protection Agency (1992),Organización Mundial de la Salud (1990), Sierra y Peñalver (1989).



la generación de ARU con elevada participación de efluentes de origen industrial. Por otro lado, la presencia de sustancias tóxicas como cianuros, fenoles y ciertos metales pesados en las ARU depuradas puede afectar o destruir totalmente los cultivos bacterianos necesarios para la depuración de la materia orgánica en los tratamientos secundarios.

(37) En esta categoría se incluyen un amplio grupo de elementos químicos, que como consecuencia de su acumulación en el medio ambiente, son considerados como contaminantes. Debido a que se encuentran a una baja concentración son denominados como “elementos traza”. Algunos de ellos son esenciales para el desarrollo vegetal o animal, no obstante otros como el cadmio, mercurio o plomo por su toxicidad y persistencia se los considera como biológicamente peligrosos, Tabla 7.

Esencialidad Toxicidad Elementos

Planta Animal Planta Animal As No No Si Si Cd No No Si Si Co Si Si Si Si Cr No No Si Si Cu Si Si Si Si Hg No No – Si Mn Si Si – – Mo Si Si – Si Ni No Si Si Si Pb No No Si Si Sn No Si Si

Metales pesados

Zn Si Si Si – B Si Si Si – Be No No Si Si F No Si Si Si

No metálicos

Se Si Si Si Si Tabla 7: Elementos potencialmente tóxicos identificados en ARU brutas9

(38) La asimilación de elementos tóxicos por el organismo humano trae consigo riesgos graves a la salud, sin embargo la mayoría de los estudios realizados sólo hacen referencia a los efectos que ocasionarían aunque es escasa la posibilidad de una intoxicación por tales elementos contenidos en las ARU depuradas, Tabla 8.

9 Fuente: Loehr (1987).

Si los elementos traza aumentan su concentración se tornan tóxicos y contaminan a plantas y animales.

Sustancias inorgánicas



Elemento Efectos

Hg, Pb Sistema nervioso central: daño cerebral y/o neurofisiológico Hg, Pb, As Sistema nervioso periférico: neuropatía periférica Cd, Hg, As Sistema renal: proteinuria, nefrosis tubular As Sistema hepático: cirrosis Cd, Hg, As, Se Sistema respiratorio: enfisema, bronquitis, cáncer Hg, As Mucosa oral y nasal: úlceras Cd Esqueleto: osteomalacia Se Dientes: caries Cd, As Sistema cardiovascular Cd, Hg, As Sistema reproductor: cáncer de próstata, aborto Cd, As Piel: cáncer Cd, As Aberraciones cromosómicas

Tabla 8: Efectos nocivos de algunos elementos potencialmente tóxicos sobre el organismo humano identificados en ARU brutas10

(39) Las substancias orgánicas contaminantes son moléculas complejas que están presentes en las ARU depuradas. Algunos de los principales contaminantes orgánicos detectados en ARU brutas se muestran en la Tabla 9.

(40) La gran dificultad en el análisis de la mayoría de los contaminantes orgánicos de la Tabla 9 radica en la escasa concentración en la que se presentan generalmente del orden de µg/l lo cual dificulta su detección y cuantificación y exige la aplicación de técnicas laboriosas y costosas con necesidad de equipamiento moderno. Así mismo se dispone de escasa información bibliográfica e investigación al respecto para tomar decisiones respecto al manejo de estas substancias.

10 Fuente: Castillo et al. (1994).

Sustancias orgánicas



Compuestos orgánicos

Cloruro de metileno Tetracloruro de carbono Alcanos policlorados Tetracloroetileno Benceno Fenol Nitrofenol Derivados del benceno

Tolueno Diclorobenceno Clorobencenos Hexaclorobenceno Dimetilftalato Ftalatos Di-n-butilftalato Tetraclorofenol Fenoles policlorados Pentaclorofenol Cloroformo Bromoformo Trihalometanos Bromodiclorometano Benzofluoranteno Fluoranteno Fenantreno Hidrocarburos aromáticos polinucleares (PAH)

Naftaleno Bifenilos polibromados (PBBs) Bifenilos Bifenilos policlorados (PCBs) Aldrín Pesticidas Atrazina

Tabla 9: Principales contaminantes orgánicos detectados en ARU brutas11

? 5. ¿Cúales son las concentraciones microbiológicas permitidas en el riego agrícola?. 6. ¿ Qué ocurre con los microrganismos cuando aumentamos la temperatura de su

medio?. Explique. 7. ¿ Quiénes son denominados elementos traza?

4. Indique Ud. el tiempo de supervivencia en suelos, agua y plantas de los microorganismos patógenos productores de enfermedades conocidas en su región.

5. ¿Qué elementos tóxicos se generan en su región?¿Quién los produce? Identifíquelos.

2.2 Experiencias de reutilización de ARU depuradas

(41) A pesar de las múltiples dificultades que se enfrentan para garantizar un uso ambientalmente seguro de las ARU depuradas, deben considerarse los múltiples beneficios que trae consigo la reutilización, algunos de los cuales se citan a continuación.

a) Reutilización de un recurso hídrico que generalmente se desaprovecha y cuyo volumen tiende a incrementarse debido a la mayor demanda de agua por los núcleos de una población.


Beneficios de la reutilización



b) Aprovechamiento de las sustancias fertilizantes o nutrientes presentes en las aguas residuales, que enriquecerán la fertilidad del suelo y reducirán el consumo de fertilizantes químicos por el agricultor.

c) Minimización de los problemas de eutrofización y contaminación provocados por el vertido directo de estas aguas a los cauces naturales superficiales.

d) Recarga, renovación y menor perturbación a la calidad de los acuíferos subterráneos.

e) Utilización del sistema suelo-planta como medio depurador adicional a los convencionales.

(42) En la Figura 1 se describe el flujograma de reutilización de las ARU, desde el proceso de tratamiento de las aguas residuales.

Fig. 1: La sociedad debe valorar los beneficios y problemas decurrentes de la

reutilización de las aguas y lodos residuales urbanos.12

12 Fuente: Costa et al. (1991).



(43) A continuación se hacen algunas consideraciones particulares respecto a la reutilización de ARU depuradas de acuerdo a las aplicaciones, prohibiciones y excepcionalidades desde el punto de vista sanitario y medioambiental.

2.2.1 Reutilización agrícola y forestal

(44) La reutilización en el ámbito agrícola y forestal de las ARU depuradas contribuye a aumentar la productividad y en consecuencia la calidad de vida y las condiciones sociales de los agricultores. Además de estas ventajas la reutilización ayuda a evitar la contaminación ambiental y proteger el abastecimiento de agua potable en el medio rural.

(45) El uso de ARU depuradas en la agricultura es la forma más eficiente para reciclar los nutrientes que contiene, reducir la contaminación de las aguas superficiales y conservar este recurso para otros usos (Figura 2). Con frecuencia esta es la única opción con la que cuentan los agricultores de los países en vías de desarrollo.

Fig. 2: Ciclo de las ARU, para una reutilización sin riesgos medioambientales o

sanitarios.13

13 Fuente: Guillette. (1992).

Reutilización agrícola: En cultivos alimenticios

En cultivos no alimenticios



(46) Este ciclo (ver Fig. 2)se inicia con su vertido a la red colectora local (A). En ocasiones se hace necesario el bombeo hasta estaciones intermedias (B) para conducirlas hasta las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (D) donde sufren los tratamientos respectivos (E) que pueden incluir tratamientos secundarios e inclusive su desinfección (F). Luego de cumplir con estas etapas los efluentes tratados pueden ser reutilizados por ejemplo en el riego agrícola, de áreas verdes, campos deportivos y otras aplicaciones (G)

2.2.2 Rendimientos de cosechas

(47) Esta claramente establecido en la literatura que la reutilización de ARU depuradas en el riego agrícola promueve una mayor producción de biomasa vegetal y un mayor enraizado con lo cual se contribuye a evitar la erosión del suelo.

(48) Los efectos benéficos sobre las propiedades edáficas, en parte pueden deberse a los efectos nutricionales y a una mejoría de las propiedades físico-químicas del suelo, se producen rendimientos de cosecha superiores a los que provocan las aguas de riego normales, siendo estos rendimientos similares a los que inducen las aguas de riego suplementadas con fertilizantes minerales.

2.2.3 Restricción de cultivos

(49) La restricción de cultivos tiene como objetivo la prevención de problemas para la salud humana y el medio ambiente que en ocasiones se contrapone a los intereses de agricultores que deben reducir los beneficios económicos derivados del uso de esta agua en el riego de cultivos de alto valor como por ejemplo las hortalizas en las zonas urbanas y periurbanas susceptibles de ser contaminadas. Esta situación conflictiva es común a la mayoría de los países en vías de desarrollo que no pueden dotar a los regantes agua de mejor calidad y tampoco tienen la capacidad de hacer cumplir la legislación inherente.

(50) Las ARU depuradas enfrentan prohibiciones para su reutilización especialmente cuando se destinan al riego de especies vegetales para consumo humano; prácticamente todas las legislaciones contemplan excepciones que permiten su aprovechamiento con diferentes restricciones sobretodo para la producción de plantas que poseen ciertas peculiaridades, como es

Dependiendo de su calidad el agua depurada es reutilizada en determinados tipos de cultivos.

Problemas para los agricultores

Planifiquemos cuidadosamente el impacto que puede provocar el riego a través de un plan seguro de gestión ambiental.



el caso del cultivo de forrajes, árboles frutales o especies arbóreas forestales caracterizadas por un alto consumo de agua, eficiencia en la absorción de nutrientes ó una alta tasa de producción de biomasa; todo esto sumado a un valor o interés económico.

(51) Atendiendo al grado en que se exigen medidas de protección para la salud los cultivos se clasifican en tres categorías A, B y C.

(52) Categoría A. Cultivos en los que los tratamientos destinados a cumplir las directrices son fundamentales; corresponde a los cultivos que suelen ingerirse crudos y se cultivan en estrecho contacto con los efluentes de las ARU depuradas. Sin duda el grupo de cultivos de mayor riesgo sanitario está compuesto por vegetales especialmente susceptibles debido a su bajo porte o a la localización de sus órganos comestibles, lo cual facilita el contacto directo con las aguas de riego, entre ellos se pueden citar: hortalizas frescas como lechuga, coliflor, acelga, repollo, apio, perejil, espinaca, cebolla, ajo, alcachofa, espárragos, pepino, vainitas, tomate, pimentón, zanahoria, frutilla, y otros. Algunos árboles frutales de bajo porte regados por aspersión también pueden incluirse en esta categoría, así como las uvas de mesa y flores de corte. El riego de césped en áreas con acceso público entraría también dentro de esta categoría. Los campos deportivos y parques infantiles, especialmente jardines de hoteles y otras áreas de recreación requieren normas muy estrictas, puesto que la salud de las personas que están en contacto con el césped recién regado puede correr grandes riesgos con ARU depuradas de baja calidad microbiológica.

(53) Categoría B. Corresponden a esta categoría los cultivos que presentan un menor riego sanitario que los anteriormente citados, bien por no estar destinados al consumo humano o estarlo una vez cocidos. Comprende los cultivos para consumo humano que no entren en contacto directo con las aguas residuales, siempre que sus frutos no se recojan del suelo, ni se rieguen por aspersión como algunos árboles frutales, viñedos, lenteja, haba, arveja, frijol, garbanzo, berenjena, zapallo, papa, zanahoria, remolachas o aquellos cultivos procesados de tal forma que se destruyen los agentes patógenos así como los cereales (arroz, avena, cebada, centeno, sorgo, trigo, maíz), o aquellos cuya cáscara no es comestible (sandía, melones, cítricos, nueces, etc).

(54) Categoría C. Se encuadran en este grupo de menor riesgo, algunas especies industriales arbóreas (pinos y eucaliptos destinados a la obtención de madera o celulosa) e industriales herbáceos no aptos para el consumo humano “in natura” y que suelen tratarse por calor o desecación antes del consumo

Cultivos de alta protección para la salud

Cultivos de media protección para la salud

Cultivos de baja protección para la salud

Alimentos comestibles no expuestos al contacto directo del riego.

Alimentos comestibles no expuestos al contacto directo del riego.

Deben ser protegidos del riego directo algunos alimentos que suelen ingerirse crudos.

Deben ser protegidos del riego directo algunos alimentos que suelen ingerirse crudos.



humano (algodón, semillas oleaginosas como el girasol la soya y estimulantes como el tabaco); así como los frutales arbóreos de mayor porte cuyos frutos estarían aislados del contacto con el agua de riego (excepto cuando el sistema de riego es por aspersión) como el palto, chirimoya, manzano, naranjo, limonero, peral y otros. También se incluyen en este grupo las verduras y frutas cultivadas exclusivamente para enlatado u otros tratamientos que destruyan los agentes patógenos; cultivos forrajeros secados al sol y recolectados antes de ser consumidos por los animales; el riego de campos en zonas cercadas sin acceso público (viveros, bosques, zonas verdes). Sin embargo la adopción de medidas de protección se hace necesaria para los trabajadores agrícolas.

(55) En general el riego con ARU depuradas debe suspenderse de 20 a 30 días antes de la recolección de los productos agrícolas, disponiéndose los mismos sobre un material aislante y nunca directamente sobre el suelo. Por otra parte en ningún caso los productos de consumo humano cosechados deben ser lavados con el agua utilizada en el regadío.

(56) Para el riego restringido (riego de árboles, cultivos industriales, cultivos para piensos, frutales y pastos) no se establece ningún valor límite de coliformes fecales, aunque se señala que en todos los casos se necesita un grado mínimo de tratamiento equivalente, al menos, a un estanque anaeróbio de un día de retención, seguido de un estanque facultativo de cinco días o su equivalente, debiendo cumplir la norma del huevo viable de nematodo por litro (media aritmética). Así mismo, se especifica que en el caso de riego de árboles frutales, el riego debe suspenderse, al menos, dos semanas antes de la recolección, no pudiendo recogerse las frutas caídas al suelo. En el caso de riego de pastos, el riego debe cesar, al menos, dos semanas antes de la entrada del ganado.

(57) Para el riego no restringido (categoría A: riego de plantas comestibles, terrenos deportivos y parques públicos) se especifica que en terrenos públicos de césped, y especialmente en hoteles de zonas turísticas donde el público puede entrar en contacto directo, se puede exigir normas más restrictivas que las recomendadas (1000 CF/100 ml y 1 huevo viable de nematodo por litro), concretamente 200 CF/100 ml. Para el riego de los cultivos de la categoría B se pueden adoptar en determinados casos las directrices establecidas para la categoría C.

(58) Las directrices de la OMS actuales basadas en numerosos estudios epidemiológicos, ampliaron considerablemente la tasa tolerada de coliformes fecales, al considerar que los límites anteriores eran injustificadamente restrictivos. El informe de la OMS de 1973 aconsejaba no sobrepasar los 100 CF/100 ml en el

¿Cuándo debemos dejar de regar con agua depurada?

¿Qué normas debemos cumplir en el riego restringido?

¿Qué normas debemos cumplir en el riego no restringido?

Recomendaciones de la OMS

Plantas con frutos aislados al contacto directo con el agua.

Plantas con frutos aislados al contacto directo con el agua.



80% de las muestras, mientras que en los informes de 1989 y 1990 se amplía este límite a una media geométrica de 1000 CF/100 ml. Las directrices de calidad para la irrigación restringida implican una elevada eliminación (>99%) de huevos de helmintos. Como se observa en la Tabla 10 no se establece ningún valor máximo para coliformes. Estos niveles de calidad pueden lograrse fácilmente a través de una variedad de tecnologías de tratamiento, sin embargo, en países con escasos recursos se viene adoptando con éxito el sistema de lagunas de estabilización de dos celdas, ya sea una laguna anaeróbica con tiempo de retención de 1 día seguida de una laguna facultativa de 5 días, o dos lagunas facultativas de 5 días.

(59) Las recomendaciones implican un nivel elevado de remoción de bacterias fecales (>99%). Su propósito es proteger la salud de los consumidores de vegetales crudos (principalmente legumbres). Esto se puede lograr con lagunas de estabilización de aguas en serie diseñadas adecuadamente. En las áreas tropicales y subtropicales, el rango de temperatura ambiental mayor a 20°C, permite la disposición de una serie de cuatro lagunas de 5 días tratamiento normalmente suficientes para producir un efluente estable, con la calidad requerida y estéticamente aceptable.

Nematodos intestinales

Coliformes fecales por 100 ml Riego Aplicación Nº huevos viables/l

(media aritmética) (media geométrica)

Restringido Árboles, cultivos industriales, cultivos de forrajes, árboles frutales y pastizales

< 1 0

No Restringido Cultivos comestibles, campos deportivos, y parques públicos < 1 < 1000

Tabla 10: Directrices microbiológicas para la reutilización de ARU en riego agrícola14

2.3 Aptitud para riego agrícola de las ARU depuradas

(60) El riego agrícola consiste en la aplicación de agua al suelo a fin de satisfacer las necesidades hídricas de los vegetales (lámina) y obtener una máxima producción con buena calidad del producto. La aplicación eficiente del agua de riego requiere amplios conocimientos del sistema suelo-agua-planta-atmósfera y un buen manejo de los sistemas de captación, conducción, distribución y aplicación de agua. El riego con ARU

14 Fuente: W.H.O. (1973).

Recordemos que las plantas necesitan para su alimentación nutrientes como C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg y Fe; en la ceniza vegetal también encontramos Na, Si, Cl, Al, Mn, F, Br, I.



depuradas trae consigo una problemática adicional que consiste en garantizar una calidad sanitaria a los productos destinados al consumo humano.

(61) Con respecto a las directrices de calidad de ARU depuradas para uso en la agricultura, se resumen en las Tablas 11 y 12 las recomendaciones formuladas en lo referente a la calidad microbiológica, físico-química y pautas para la calidad helmíntica. Estas recomendaciones son técnicamente factibles y están en concordancia con la evidencia epidemiológica disponible en la actualidad.

(62) A pesar de las directrices existentes, aún quedan por consensuar muchos detalles concernientes a la normalización de la frecuencia de muestreo y de las técnicas de laboratorio para la enumeración de huevos de helmintos y la evaluación de la su viabilidad.

Parámetro de calidad (a) Tipo de cultivo o zona a regar

Método de riego que puede utilizarse

Otras condiciones que deben cumplirse

Nº Nematodos intestinales <1 / l (b) Cualquiera

El riego no debe realizarse en horas de afluencia del público

Nº Coliformes fecales <200 /100 ml

Riego de campos deportivos y zonas verdes de acceso público

Nº Nematodos intestinales <1 / l

Riego de cultivos de consumo en crudo Cualquiera

Nº Nematodos intestinales <1 / l

Riego de cultivos forestales, forrajeros, industriales, cereales, semillas oleaginosas, viveros, cultivos destinados a industrias conserveras, productos vegetales que se consuman cocinados y árboles frutales

Cualquiera excepto: aspersión e inundación para el riego de hortalizas y aspersión para el riego de árboles frutales

El riego de árboles frutales debe suprimirse al menos dos semanas antes de la recolección y la fruta no debe ser recogida del suelo. El riego de pastos para consumo en verde debe cesar al menos dos semanas antes de que se permita pastar al ganado

Sin límite pero por lo menos con tratamiento primario

Riego de cultivos forestales, forrajeros, industriales, cereales y semillas oleaginosas y zonas verdes no accesibles al público

Localizado

(a) Se considerará que la calidad del agua es conforme con las condiciones requeridas si las muestras recogidas en un mismo punto, durante un año, cumplen con las siguientes condiciones : El 95% de las muestras no exceden del valor límite establecido para nematodos intestinales. El 90% de las muestras no exceden del valor límite establecido para coliformes fecales. (b) Ascaris, Trichuris y Ancylostoma

Tabla 11: Estándares mínimos de calidad biológica para la reutilización de ARU depuradas de acuerdo al tipo de uso y método de riego a aplicar.15

15 Fuente: W.H.O. (1973).



Criterios de calidad Biológica Criterios de calidad Físicoquímica

Huevos de nematodos

Escherichia coli

Sólidos en suspensión Turbidez Uso del ARU depurada

N° ufc/100 ml mg/l NTU Usos domiciliarios: riego de jardines privados, descarga de aparatos sanitarios, sistemas de calefacción y refrigeración de aire domésticos y lavado de vehículos

< 1/l 0 < 10 < 2

Usos y servicios urbanos: riego de zonas verdes de acceso público, campos deportivos, parques públicos), lavado de calles, sistemas contraincendios, fuentes ornamentales

< 1/l < 200 < 20 < 5

Cultivos bajo invernadero (a) < 1/l < 200 < 20 < 5

Riego de cultivos para consumo en crudo. Frutales regados por aspersión < 1/l < 200 < 20 < 5

Riego de pastos para alimentación de animales productores de leche o carne (b) < 1/l < 1000 < 35 No se fija límite

Riego de cultivos destinados a industrias conserveras y productos que no se consuman crudos. Riego de frutales excepto por aspersión

< 1/l < 1000 < 35 No se fija límite

Riego de cultivos industriales, viveros, forrajes, ensilados, cereales y semillas oleaginosas < 1/l < 10000 < 35 No se fija límite

Riego de bosques (industria maderera). Zonas verdes no accesibles al público < 1/l No se fija

límite < 35 No se fija límite

Refrigeración industrial excepto industria alimentaria (a) No se fija límite < 10000 < 35 No se fija límite

Estanques masas de agua y caudales circulantes ornamentales de uso recreativo donde esta permitido el contacto del público con el agua

No se fija límite No se fija límite < 35 No se fija límite

Acuicultura (producción de biomasa vegetal y animal) < 1/l < 1000 < 35 No se fija límite

Recarga de acuíferos por percolación localizada a través del terreno (c ) < 1/l < 1000 < 35 No se fija límite

Recarga de acuíferos por inyección directa (d) < 1/l 0 < 10 2 (a) Legionella pneumophila 0 ufc/100 ml (b) Taenia saginata y T. solium: < 1 huevo/l

(c ) Nitrógeno total: < 50 mg/l (d) Nitrógeno total: < 15 mg/l Tabla 12: Estándares mínimos de calidad microbiológica y fisicoquímica para la reutilización de ARU depuradas de acuerdo al tipo de uso y método de riego a

aplicar.16




2.3.1 Calidad de las ARU depuradas para riego

(63) La reutilización de ARU depuradas para la producción de cultivos, pastos y especies forestales se basa en su capacidad para ceder nutrientes al suelo y a la planta. A continuación se describen los principales elementos nutritivos (macronutrientes y microelementos) esenciales para la fisiología vegetal que se encuentran en esta agua, (ver Fig. 3).

Fig. 3: La reutilización de ARU depuradas trae beneficios para el suelo y la planta

debido a su capacidad ceder nutrientes.17


Divididos en: Macronutrientes: N, P, K (NPK) Nutrientes secundarios: Ca, Mg, S Micronutrientes: Zn, Fe, Cu, B,

Mo, Cl, Mn, Co



(64) El contenido de N en aguas residuales urbanas depuradas varía entre 15 y 40 mg/l. Cuando las ARU depuradas se aplican al suelo, el N orgánico contenido en ellas tiende a transformarse en N mineral (nitratos y amonio) por acción microbiana, estas nuevas formas son asimilables por los cultivos. Por otra parte ocurre también una pérdida por procesos de desnitrificación, lixiviación y volatilización.

(65) El riego con ARU depuradas, en general, satisface los requerimientos de nitrógeno de la mayoría de los cultivos. Su eficacia aumenta si se incrementa la frecuencia de riego, aunque la cantidad de agua aplicada sea la misma, esto debido a la facilidad con que este elemento puede perderse por lixiviación. Así mismo se ha comprobado que la capacidad de las ARU depuradas para suministrar N es similar a la que tienen las aguas de riego que llevan disueltos fertilizantes nitrogenados de origen sintético. Sin embargo, el uso de láminas excesivas de riego con N>30 mg/l trae consigo la contaminación por nitratos de los acuíferos subterráneos.

(66) El contenido de P en aguas residuales urbanas depuradas varía entre 4 y 17 mg/l. La mayoría de los estudios han evidenciado que las ARU depuradas son capaces de satisfacer los requerimientos de este macronutriente que permite solucionar en parte el problema de la baja movilidad del P en el suelo. A diferencia del N, no son comunes las intrusiones de P en las aguas subterráneas debido al riego con ARU depuradas.

(67) El contenido de K en ARU depuradas varía entre 5 y 20 mg/l. Por lo general, estas concentraciones no satisfacen los requerimientos de este elemento para la mayoría de los cultivos, lo cual implica la necesidad de un aporte suplementario de potasio mineral al suelo.

(68) Por otro lado, las aguas residuales depuradas contienen una serie de elementos y sustancias químicas que a concentraciones elevadas pueden afectar negativamente la fisiología vegetal y las propiedades del suelo. Los principales parámetros a considerar en la evaluación de la calidad de las ARU depuradas para su uso en riego son los siguientes:

a) Salinidad. La concentración total de sales en el agua para riego puede expresarse en miligramos de sólidos disueltos por litro (mg/l), partes por millón (ppm) o indirectamente a través de su conductividad eléctrica (CE) en micromhos/cm. La determinación de la CE es un procedimiento estándar para estimar la salinidad debido a la facilidad y rapidez de su determinación.

Las plantas son capaces de remover sal pero no mucha, los problemas surgen cuando entorno a la raíz se acumulan sales.

Fósforo (P)

Potasio (K)

Nitrógeno (N)

Parámetros contaminantes en la ARU depurada

1 mg/l = 1g/m3 = 1 ppm

Concentración

La concentración de los distintos parámetros se expresa

en diferentes unidades equivalentes.

1 mg/l = 1g/m3 = 1 ppm

Concentración

La concentración de los distintos parámetros se expresa

en diferentes unidades equivalentes.

Sales en ARU depuradora



Las aguas residuales urbanas depuradas presentan contenidos totales de sales entre 1000 y 2000 mg/l por lo que son incluidas dentro del grupo de aguas de riego que pueden ocasionar problemas de leves a moderados. En la Tabla 13 constan algunos criterios para la interpretación de la calidad de agua para riego de acuerdo a los problemas que pueden causar tanto para los vegetales (toxicidad) como para el suelo (disminución de la permeabilidad).

Calidad del agua Parámetro Sin

problema Problema creciente Problema grave

Salinidad CE (mmhos/cm) <750 750 – 3000 >3000 CE (mmhos/cm) >500 <500 <200 Permeabilidad SAR <6 6 – 9 >9 SAR <3 3 – 9 >9 Cl (meq/l) <4 4 – 10 >10 Cl (mg/l) <142 142 – 355 >355

Toxicidad (absorción radicular)

B (mg/l) <0,5 0,5 – 2,0 2 – 10 Na (meq/l) <3 >3 – Na (mg/l) <69 >69 – Cl (meq/l) <3 >3 –

Toxicidad (absorción foliar)

Cl (mg/l) <106 >106 – NH4 y NO3 (mg/l) <5 5 – 30 >30 HCO3 (meq/l) <1,5 1,5 – 8,5 >8,5 Otros HCO3 (mg/l) <90 90 – 520 >520

Tabla 13: Interpretación de la calidad de agua para riegos de acuerdo a los problemas relacionados con su utilización agrícola18

La reutilización de ARU depuradas hace imprescindible que se realice una selección de cultivos capaces de producir satisfactoriamente bajo condiciones de elevada salinidad. Basado en esta capacidad, los cultivos pueden dividirse entre grupos: muy tolerantes, tolerantes y poco tolerantes (Tabla 14). En la misma, los cultivos dentro de cada grupo están dispuestos en orden decreciente de tolerancia a la salinidad y los valores de CE en cada columna, representan el nivel de salinidad que causa una reducción del 50% en comparación con una situación sin problemas. En el caso específico de gramíneas como la cebada y cultivos industriales como el algodón se ha establecido que pueden tolerar el riego con ARU depuradas con elevados contenidos de sales disueltas.

18 Fuente: Salassier (1982).

Tolerancia de cultivos

Contenido de sales en ARU depurada



Muy tolerante Tolerante Poco tolerante CE (mmhos/cm) Tipo de cultivo

16 10 4 Acelga Tomate Rábano Espárrago Brócoli Apio Espinaca Repollo Vainita Remolacha Coliflor Nabo Lechuga

Zanahoria Cebolla Arveja Zapallo Pepino

Hortalizas

Papa

Dátil Higo Pera Uva Manzana Melón Naranja Granadilla Toronja Lima Damasco

Ciruelo Durazno Frutilla Limón

Frutales

Palta Algodón Trigo Frijol Cebada Centeno Alfalfa Avena

Sorgo Arroz Maíz

Otros

Girasol

Tabla 14: Tolerancia relativa a la salinidad de algunos grupos de cultivos19

b) Relación de Adsorción de Sodio. La determinación del

Relación de Adsorción de Sodio o “Sodium Adsorption Ratio” (SAR) relaciona la proporción del ión sodio (Na+) presente en el agua en relación a los cationes divalentes Calcio (Ca++) y Magnesio (Mg++). Por lo general el SAR en las aguas residuales urbanas depuradas es bajo, debido al buen equilibrio entre tales iones. Sin embargo cuando se presenta un desbalance debido a elevados niveles de Na+ (SAR>6) se puede afectar el desarrollo de especies sensibles, particularmente si las aguas se aplican mediante riego por aspersión. Por otra parte, las sales de sodio presentes en las aguas residuales depuradas pueden deteriorar la estructura del suelo, al dispersar los coloides que forman los agregados estructurales disminuyendo la velocidad de

19 Fuente: D.G.U.A.P.C. (1984).

Cuando el SAR es alto impermeabiliza los suelos debido a que los iones de sodio defloculan la estructura de los suelos arcillosos creando placas impermeables.

SAR



infiltración del agua en el terreno y afectando la distribución del espacio poroso y aireación del medio edáfico.

c) Elementos fitotóxicos. Las ARU depuradas pueden contener concentraciones variables de elementos que pueden afectar negativamente a las plantas. Los mayores problemas los plantea el boro (B), los cloruros (Cl-) y algunos metales pesados.

d) Boro (B). La concentración de B en las ARU depuradas ha aumentado en las últimas décadas debido a la sustitución de los detergentes fosfatados por complejos de perboratos. Por lo general aguas con contenidos superiores a 2,0 mg/l ocasionan problemas de leves a moderados, aunque algunos cultivos sensibles pueden verse negativamente afectados con concentraciones menores a 1,0 mg/l (Tabla 13). Existen cultivos como las leguminosas del grupo del frijol que se muestran extremadamente sensibles al exceso de B y a la salinidad de las aguas de riego. Por otra parte el grupo de gramíneas forrajeras se consideran como altamente tolerantes a elevadas concentraciones de B.

e) Cloruros. Los cloruros pueden afectar a algunos cultivos sensibles cuando su concentración sobrepasa los 10 meq/l o como especifica la Tabla 13, particularmente si las aguas se aplican mediante riego por aspersión. Las forrajeras se muestran tolerantes a elevadas concentraciones de cloruros. Por otra parte se recomienda que el ARU depurada para irrigar cítricos (naranja, limón, mandarina y toronja) así como algunos frutales (moras y uvas) no contenga más de 180 mg/l de cloruros.

f) Metales pesados. La concentración de metales pesados normalmente no suelen ocasionar problemas, ya que por lo general se encuentran muy por debajo de los máximos permitidos en aguas de riego. Sin embargo se recomienda cumplir con las concentraciones establecidas en la Tabla 15.

(69) Las concentraciones máximas de metales pesados recomendadas para la reutilización de ARU depuradas en riego agrícola y observaciones sobre los posibles efectos negativos sobre los vegetales constan en la Tabla 16.

(70) En base a algunos estudios realizados en campo20 respecto a la reutilización de aguas residuales depuradas para riego agrícola se han establecido algunos criterios para normar su aplicación y decidir sobre la factibilidad de su utilización, según la calidad fisicoquímica determinada por la procedencia de estas aguas sea esta industrial, doméstica, combinada o de retorno agrícola. En la Tabla 17 constan los grupos de cultivos y los casos en los que se recomienda la reutilización según el tipo de agua residual a utilizar. 20 Fuente: DGUAPC (1984)

Boro en ARU depurada

Cloruros en ARU depurada

Metales en ARU depurada



Concentración Máxima (mg/l) Elemento Suelos A* Suelos B** As 0,1 2 Cd 0,01 0,05 Co 0,05 5 Cr 0,1 1 Cu 0,2 5 Fe 5 20 Al 5 20 Mn 0,2 10 Mo 0,01 0,05 Ni 0,2 2 Pb 5 10 Zn 2 10 Li 2,5 2,5 B 0,75 2 Be 0,1 5 F 1 15

Se 0,02 0,02 V 0,1 1

*A: Agua utilizada para riego de cualquier tipo de suelo **B: Agua utilizada para riego de suelos arcillosos y pH>6,0 Tabla 15: Concentraciones máximas de metales pesados recomendadas para aguas

de riego en diferentes tipos de suelo agrícola21

Concentración

máxima recomendada Elemento (mg/l)

Observaciones sobre su toxicidad

As 0,1 Fitoxicidad variable entre 0,5 y 12 mg/l Cd 0,01 Capacidad de acumularse en el suelo y plantas Co 0,05 Puede inactivarse en suelos neutros a alcalinos Cr 0,1 – Cu 0,2 Fitotoxicidad entre 0,1 y 1,0 mg/l Fe 5 No tóxico en suelos bien drenados Al 5 Fitotoxicidad por debajo de pH 5,5 (Al+3) Mn 0,2 Fitotoxicidad en suelos ácidos Mo 0,01 Puede alcanzar niveles tóxicos en forraje para el ganado Ni 0,2 Fitotoxicidad entre 0,5 y 1,0 mg/l – Inactivación en suelos alcalinos Pb 5 Fitotoxicidad – inhibición del crecimiento Zn 2 Fitotoxicidad disminuye con pH superior a 6,0

Li 2,5 Tolerado por la mayoría de los cultivos hasta 5 mg/l Tóxico para cítricos a partir de 0,075mg/l

Be 0,1 Fitoxicidad variable entre 0,5 y 5,0 mg/l V 0,1 Fitotoxicidad a muy bajas concentraciones F 1 Puede inactivarse en suelos neutros a alcalinos

Se 0,02 Fitotoxicidad a partir de 0,025 mg/l – Puede alcanzar niveles tóxicos en forraje para el ganado

Tabla 16: Concentraciones máximas de metales pesados recomendadas para la reutilización de ARU depuradas en riego agrícola22

21 Fuente: Castillo et al. (1994). 22 Fuente: Consell Superieur d'Hygiene Publique de France (1991).



Tipo de agua residual Tipo Cultivo Industrial Doméstico Combinada Retorno agrícola Trigo Si Si Si Si Sorgo Si Si Si Si Maíz Si Si Si Si Frijol No No No No Cebada Si Si Si Si

Granos

Garbanzo Si Si Si Si Soya Si Si Si Si Oleaginosas Linaza Si Si Si Si Algodón No No No Si

Industriales Caña de azúcar No No No Si

Forrajeras Pastos varios Si Si Si Si Tabla 17: Factibilidad de aplicación de distintos tipos de aguas residuales a grupos

de cultivos23

? 8. ¿Qué elementos nutrientes encontramos en las ARU depuradas,? Explique las

ventajas y desventajas de cada uno de ellos. 9. Explique las diferentes categorías de protección a la salud definidas en función al

uso de cultivos. 10. ¿Qué significa Relación de Adsorción de Sodio, SAR? ¿Para qué es útil?. 11. ¿A qué se refiere la tolerancia de cultivos?

6. ¿Qué tipo de protección debe utilizar para los diferentes productos generados en su región?¿A,B,C?. Elabore una lista de productos alimenticios que son de consumo habitual en su hogar junto al tipo de protección que se les debe dar en caso de riego con agua depurada.

2.3.2 Necesidad de ARU depuradas para riego

(71) La cantidad de agua necesaria para riego (requerimiento) es el parámetro más importante de un proyecto de reutilización de ARU depuradas y el más difícil de calcular, puesto que depende de varios factores como las propiedades físico – químicas del suelo, variables meteorológicas, el sistema de riego a utilizar, las necesidades hídricas de los cultivos, etc. Sin embargo es posible determinarla en función a los siguientes parámetros:

1. Evapotranspiración Potencial (ETP).

La transferencia de agua del sistema suelo (absorción) – planta (vegetación) hacia la atmósfera (evaporación) se da a través del

23 Fuente: D.G.U.A.P.C (1976).

Pérdida = Evaporación directa del suelo + Transpiración de la vegetación

El consumo de agua de las plantas se calcula mediante la ETP, con este valor conoceremos que cantidad de agua necesitaremos para nuestro riego.



mecanismo de la evapotranspiración la cual debe determinarse para reponer tal pérdida a través del riego. La estimativa se realiza utilizando los datos de la Evapotranspiración Potencial de Referencia (ETP0). El cálculo se realiza a partir de las lecturas del tanque de evaporación Clase “A” corregidas por un coeficiente (Tabla 18) de acuerdo a la siguiente fórmula:

ETP0 = ECA x Kt

ECA = Valores de evaporación del tanque Clase “A”

Kt = Coeficiente del tanque dependiente del tamaño y características del borde que rodea al tanque, la humedad relativa del aire y la velocidad del viento.

La ETP de los cultivos está relacionada con ETP0 a través del coeficiente del cultivo Kc que corrige los valores obtenidos adecuándolos a los requerimientos hídricos en las diferentes fases de desarrollo de las plantas:

ETP = ETP0 x Kc

Las fases consideradas para la mayoría de los cultivos son las siguientes:

a) Fase 1: Comprende el período que va desde la siembra al surgimiento de las primeras hojas. Las necesidades de agua representan una pequeña fracción de la ETP puesto que el área foliar es mínima (exposición de apenas una pequeña superficie para la transpiración).

b) Fase 2: Corresponde al período comprendido entre la fase 1 y el inicio de la floración, es una fase de crecimiento lineal con desarrollo de los órganos vegetativos y cobertura del terreno por el vegetal.

c) Fase 3: Abarca desde la floración hasta la madurez es el período de máxima demanda de agua sobre todo en el pico de la floración que culminará con la formación de los frutos, tubérculos, granos, etc.

d) Fase 4: Luego de la fructificación ocurre un período de mínima necesidad de consumo de agua seguido de marchitez y/o caída de hojas.

e) Fase 5: Madurez y cosecha.

La ETP está relacionada con la disponibilidad de la energía radiativa instantánea (irradiación solar) y la energía almacenada en el suelo en forma de calor necesaria para convertir el agua en vapor, conjuntamente el desprendimiento de vapor de las hojas.

a.Energía radiactiva instantánea solar

b.Energía almacenada en el suelo y devuelta en forma de calor

c. Transpiración de las plantasd.Evaporación del agua del suelo

a

db

c

a.Energía radiactiva instantánea solar

b.Energía almacenada en el suelo y devuelta en forma de calor

c. Transpiración de las plantasd.Evaporación del agua del suelo

a

db

c



Los coeficientes Kc para de la mayoría de los cultivos pueden obtenerse a partir de tablas elaboradas por la FAO considerando la velocidad del viento y la humedad relativa del aire promedio de la zona, (Tabla 19).

Tanque rodeado por Gramíneas Suelo desnudo

Humedad relativa Velocidad del viento Posición del Tanque

Baja Media Alta Baja Media Alta Km /hra Metros < 40 % 40 - 70% > 70% < 40 % 40 - 70% > 70%

0 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85 10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80 100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75

Suave < 7.29

1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70 0 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80 10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70 100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65

Moderado 7.29 –17.7

1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60 0 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70 10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,75 100 0,60 0,65 0,75 0,45 0,50 0,60

Fuerte 17.7 – 29.1

1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55 0 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65 10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55 100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50

Muy fuerte > 29.1

1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45 Tabla 18: Valores del coeficiente del tanque clase "A" (Kt) de acuerdo a la velocidad del viento, posición, cobertura que lo rodea y humedad relativa24

2. Cálculo de la disponibilidad total de agua en el suelo (DTA).

La DTA depende de las propiedades físicas del suelo. Se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

( )100

DAPPMPCC10DTA

×−×=

DTA = Total de agua disponible en el suelo por cada cm de profundidad del suelo (mm / cm)

CC = Capacidad de campo (porcentaje)

PMP = Punto de marchitez permanente (porcentaje)

DAP = Densidad aparente del suelo (g/cm3)

24 Fuente: Daker (1976).



3. Cálculo de la disponibilidad real de agua en el suelo (DRA).

Se obtiene de acuerdo a la siguiente fórmula:

DRA = DTA x f

DRA = Disponibilidad real de agua (mm)

f = Factor de disponibilidad de agua varía de acuerdo a la respuesta de los cultivos frente a la disponibilidad de agua en el suelo.

Humedad relativa media

> 70 % 70 - 20 % Velocidad del viento (km/hra) Cultivo Fases

< 18 >18 I 0,30 0,40 II 0,70 0,80 III 1,05 1,20 IV 0,65 0,75 V 0,20 0,25

Trigo, cebada

PTC* 0,80 0,90 I 0,30 0,50 II 0,80 0,85 III 1,05 1,02 IV 0,80 0,95 V 0,55 0,60

Maíz (granos)

PTC* 0,75 0,90 I 0,40 0,50 II 0,70 0,80 III 1,05 1,20 IV 0,85 0,95 V 0,70 0,75

Papa

PTC* 0,75 0,90 I 0,40 0,60 II 0,70 0,80 III 0,95 1,10 IV 0,85 0,90 V 0,75 0,85

Cebolla

PTC* 0,80 0,90 PTC: Periodo Total de Crecimiento

Tabla 19: Valores del coeficiente del cultivo (Kc) de acuerdo a la velocidad del viento, y humedad relativa del aire para algunos cultivos de importancia25

Para determinar el factor f se adopta la clasificación de la FAO según la cual los cultivos se agrupan de acuerdo al mismo grado de susceptibilidad a la reducción de la ETP en consecuencia de la reducción de agua en el suelo (Tabla 20).




Evapotranspiración Potencial - ETP ( mm / día) Cultivos Grupo

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0Papa-cebolla-pimienta 1 0,500 0,425 0,350 0,300 0,250 0,225 0,200 0,200 0,175Repollo-arveja-tomate 2 0,675 0,570 0,475 0,400 0,350 0,325 0,275 0,250 0,225Alfalfa- trigo-girasol 3 0,800 0,700 0,600 0,500 0,450 0,425 0,375 0,350 0,300Maíz-algodón-soya 4 0,875 0,800 0,700 0,600 0,550 0,500 0,450 0,425 0,400Tabla 20: Valores del factor “f” de reducción de la ETP de acuerdo a la reducción de

agua en el suelo para grupos de cultivos de importancia26

4. Cálculo de la Lámina Real Necesaria (LRN).

La lámina real necesaria se calcula mediante la siguiente fórmula:

LRN = DRA x Z

Substituyendo los valores de DRA se obtiene la ecuación:

( )100

ZfDAPPMPCC10LRN

×××−×=

LRN = Lámina Real Necesaria en mm.

Z = Profundidad efectiva del sistema radicular del cultivo en cm. Es variable de acuerdo con el cultivo y el tipo de suelo sin embargo se considera la profundidad donde ocurren 80% de las raíces responsables por la absorción de agua y nutrientes.

5. Cálculo del Turno de Riego (TR).

El turno de riego o frecuencia se obtiene de la relación entre la LRN y la Evapotranspiración Potencial diaria de la región:

ETPdLRN

TR =

TR = Turno de riego en días

ETPd = Evapotranspiración potencial diaria (mm/día)

6. Cálculo de lámina de riego a aplicar (LRA). El cálculo de la lámina de riego considera las posibles pérdidas que se tengan durante el funcionamiento del sistema propuesto. La magnitud de tales pérdidas depende de la eficiencia en la conducción, distribución y aplicación del agua, para fines de planificación se consideran los valores que constan en la Tabla 21.

LRA = LRN x E




LRA = Lámina de riego a aplicar al terreno en mm.

E = Factor de eficiencia variable de acuerdo con el sistema de riego a utilizar, Tabla 21.

Sistema de riego Eficiencia %

Inundación 40 Por gravedad Surcos de infiltración 60 Aspersión 80 Micro aspersión 85 Presurizado Goteo 90

Tabla 21: Valores de la eficiencia relativa del riego acuerdo al sistema adoptado27

2.3.3 Sistemas de riego para aplicación de ARU depuradas

(72) Ciertos métodos de aplicación de ARU depuradas pueden aumentar o reducir considerablemente el riesgo de contaminación y transmisión de enfermedades.

(73) En la reutilización de ARU es necesario hacer una distinción fundamental en lo que respecta a la época de aplicación. Cuando son aplicadas con mucha anterioridad al fin del ciclo de cultivo, las directrices de calidad patógena son menos restrictivas28. Sin embargo una vez que las aguas son aplicadas próximas a la cosecha entonces deben cumplir con las normas de calidad respectivas.

2.3.3.1 Riego por surcos

(74) Es un método de riego que se adapta a la mayoría de los cultivos especialmente a los cultivados en hileras tales como hortalizas, maíz, leguminosas, trigo, etc. Consiste en la aplicación del ARU depurada por medio de canales o surcos largos de poca profundidad excavados en el suelo a intervalos regulares. El sistema es apropiado para terrenos con bajas pendientes no superiores al 5% siendo que para pendientes mayores se usan surcos con corrugaciones o surcos construidos a nivel.

(75) El objetivo del riego por surcos es distribuir el agua sobre el terreno derivándola a partir de un canal de distribución principal mediante compuertas o simples aperturas en el talud del mismo (ver Fig. 4). De esta manera el ARU depurada corre por los surcos en el sentido de la pendiente durante el tiempo suficiente para humedecer el suelo en la zona del sistema radicular del 27 Fuente: Daker (1976). 28 Fuente: Kaiser (1985).

Riego por surcosa.Superficie suelob.Raícesc. Infiltración subsuelo

Riego por surcosa.Superficie suelob.Raícesc. Infiltración subsuelo



cultivo (perímetro mojado). La duración del riego (tiempo de aplicación) para cada recorrido debe fijarse por medio de cálculos que incluyen la velocidad de infiltración del agua y otros parámetros físicos del suelo.

Canal de distribución

Surcos de aplicación

Canal de distribución

Surcos de aplicación

Fig. 4: El sistema de riego por surcos, evita el contacto de las aguas con la parte aérea de los vegetales29

(76) El sistema de riego es un método económico para la aplicación de ARUs depuradas especialmente adaptado para terrenos de baja pendiente.

(77) Luego de la adopción de este sistema de riego superficial, algunos estudios no encontraron huevos de helmintos en el agua de lavado de los vegetales, esto se explica por que la parte visible de los vegetales no entra en contacto directo con el agua residual.

2.3.3.2 Riego por inundación

(78) El método de riego por inundación es el más simple y más utilizado entre los métodos por superficie. La aplicación del agua se hace en áreas casi planas limitadas por pequeños diques que tienen la función de retener el agua hasta que ocurre su infiltración en el terreno. Tiene la ventaja de no requerir mucha mano de obra y limita las pérdidas por escorrentía, sin embargo no puede ser aplicado para cultivos sensibles a la saturación temporal del suelo ni debe usarse en suelos con alta capacidad de infiltración30. El riego de hortalizas por inundación con ARU depuradas no debe realizarse debido a los riegos sanitarios derivados de su ingesta en crudo.

29 Fuente: Salassier (1982). 30 Fuente: Helweg (1992).

Riego por inundaciónUtilizado en su mayoría en zonascon declive para tener un mejor

flujo de agua.

Riego por inundaciónUtilizado en su mayoría en zonascon declive para tener un mejor

flujo de agua.



2.3.3.3 Riego por aspersión

(79) El riego por aspersión es un método presurizado en el cual el agua es aplicada sobre la superficie del suelo imitando la lluvia natural, efecto que se consigue por el fraccionamiento del chorro en pequeña gotas mediante su paso a través de aspersores que cuentan con pequeños orificios o bocales, (ver Fig. 5).

(80) El riego por aspersión es altamente eficiente en el uso del agua y se adapta a casi todos los cultivos, sin embargo su efectividad puede verse afectada por vientos fuertes dispersando finas gotas de agua (aerosoles) lejos del sitio a regar31. Por otra parte la aspersión, al mojar toda la planta, homogeniza la humedad relativa del aire en torno a ella y puede favorecer el desarrollo de algunas enfermedades fúngicas o bacterianas (fitopatológicas).

Aspersor

Motobomba

Aspersor

Motobomba

Fig. 5: El sistema de riego por aspersión.32

(81) Este método de aplicación de ARU depuradas es un sistema eficiente, no obstante exige una buena calidad respecto al contenido de sólidos en suspensión que pueden obturar los aspersores. Debido a la formación de aerosoles requiere de cuidados en su aplicación y presenta algunas restricciones para vegetales cuya parte aérea es consumida cruda.

31 Fuente: Johnson et al. (1980) 32 Fuente: Salassier (1982).

Concepto: Aspersión es la repartición uniforme del agua sobre una superficie que se debe regar a través de tuberías de impulsión conectadas a regadores (aspersores) fijos o rotativos.

Dependiendo del cultivo podemos utilizar instalaciones:

Fijas: Línea de alimentación y aspersor fijos. Semimóviles: Línea o aspersor móvil.

Costo



(82) No obstante los aspectos mencionados, la gran limitación de este tipo de sistemas es su elevado costo de instalación, el mismo que a la larga se compensa por el tiempo de amortización ya que las instalaciones tienen una gran duración. En la Fig. 6 se describe los componentes de un aspersor.

Fig. 6: Partes de un aspersor rotativo con dos bocales cuyas combinaciones

permiten una amplia variedad de espaciamientos y precipitaciones.33

(83) Para su empleo en la aplicación de ARU depuradas, el parámetro más importante a determinar es el espaciamiento correcto de los aspersores en condiciones de vientos fuertes. Este espaciamiento es determinado por la cobertura del aspersor y la velocidad del viento (Tabla 22).

Velocidad del viento Distancia entre aspersores Espaciamiento m/s % del diámetro

Sin viento 65 0 – 2,0 60

2,0 – 3,5 50 Cuadricular y rectangular

>3,5 30 Sin viento 75

0 – 2,0 70 2,0 – 3,5 60 Triangular o escalonado

>3,5 35 Tabla 22: Factibilidad de aplicación de distintos tipos de aguas residuales a grupos

de cultivos34

33 Fuente: Salassier (1982). 34 Fuente: Salassier (1982).

Espaciamiento entre aspersores



(84) El diámetro de cobertura corresponde a una superficie circular de suelo cubierta por el chorro del aspersor, cuando el cabezal del mismo está a 40 cm sobre el nivel del suelo, calculado en metros. La disposición del conjunto de aspersores en el campo como se observa en la Fig. 7 puede hacerse en diferentes formas: triangular, cuadrado o rectángulo. Suponiendo que los vértices de un rectángulo o de un cuadrado son los aspersores, “A” es la distancia entre los aspersores ubicados en una misma línea lateral y “B” es la distancia entre los laterales. Así “A” multiplicado por “B” es la superficie regada en metros cuadrados. Si los aspersores están colocados en una forma triangular o escalonada, toda la superficie es multiplicada por “B”.

Fig. 7: Esquemas de la disposición de aspersores rotativos en el campo35

35 Fuente: Salassier (1982).

Diámetro de cobertura



(85) Para la aplicación de ARU depuradas mediante el sistema de riego por aspersión, hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones a fin de minimizar el riesgo ambiental y el grado de exposición humana36.

a) Los aerosoles no podrán alcanzar de forma permanente a los trabajadores, ni a vías públicas de comunicación y áreas habitadas. Cuando se prevea que los aerosoles pueden alcanzar dichas zonas, será necesario la utilización de aspersores de corto alcance y/o cuyo chorro esté dirigido con un bajo ángulo de inclinación 37.

b) Se guardará una distancia de seguridad mínima de 150 metros a las áreas habitadas y 50 metros a vías de comunicación asfaltadas.

c) En el caso de riego en la inmediata proximidad de áreas habitadas, el mismo deberá realizarse preferentemente en horas de la noche. Además de una menor probabilidad de contacto humano, en estos horarios la transpiración vegetal y la evaporación del suelo son menores, con lo que reducen las pérdidas.

d) Si existen zonas habitadas en un radio de 500 metros del sitio de la aplicación, el riego deberá suspenderse en días de fuerte viento.

e) Deben interponerse obstáculos o pantallas que limiten la propagación de los aerosoles, para este fin pueden utilizarse barreras vivas (setos).

f) En caso de reutilizarse ARU depuradas de baja calidad microbiológica deben extremarse las medidas de higiene y seguridad de los trabajadores encargados del riego. Para esto debe adoptarse un equipo de protección individual compuesto por guantes, barbijo, botas, etc. Así mismo los operarios deben cumplir con las vacunaciones pertinentes y someterse a tratamientos profilácticos contra infecciones intestinales por lo menos una vez al año38.

g) En el riego de campos deportivos y zonas verdes urbanas, deben instalarse aspersores de corto alcance o baja presión de servicio. Este método de riego no es recomendable para cultivos bajo cubierta.

36 Fuente :Camann et al. (1983) 37 Fuente: Linnemann et al. (1984) 38 Fuente: Shuval (1986)

Consideraciones para el riego por aspersión

Sobre los aerosoles

Sobre la distancia

Sobre el contacto humano

Sobre el viento”

Sobre la higiene y protección



2.3.3.4 Riego por goteo

(86) El riego por goteo se caracteriza por brindar el mayor grado de protección para la salud, al reducir la exposición de los trabajadores al aplicar la ARU tratada y evitar el contacto del agua de riego con los productos a cosechar. Por otro lado al no mojar la parte aérea de las plantas impiden los ataques fúngicos y por ser muy localizado impide que proliferen las malas hierbas.

(87) La principal virtud de este sistema de riego es el máximo aprovechamiento del agua y la energía puesto que localiza el riego en el lugar donde se necesita y en la dosis correcta. Los actuales sistemas de riego por goteo son subterráneos, con lo que se evitan al máximo las pérdidas de agua por evaporación. Para la instalación se emplean tuberías de PVC o poliestireno, materiales que presentan muchas ventajas, ya que soportan grandes presiones interiores y esfuerzos a tracción y torsión, son flexibles y prácticamente inertes a la corrosión por lo que son muy favorables a la distribución de ARU con elevados contenidos de elementos disueltos, además de fertilizantes y productos fitosanitarios diluidos. Así mismo se pueden utilizar con ARU depuradas salinas ya que los aportes que se hacen al suelo son mínimos.

(88) El agua que circula por las líneas es presurizada mediante una bomba hidráulica comandada por un sistema es totalmente automatizado y que normalmente cuenta con dispositivos electrónicos que ponen en marcha la instalación en el momento en el que se han sido programados. Algunos llevan una serie de sensores que activan el mecanismo de riego en cuanto las plantas comienzan a sufrir el mínimo estrés hídrico.

(89) Un sistema de riego por goteo estándar está formado por una unidad central denominada cabezal y por una red de distribución de agua. Los elementos fundamentales que componen el cabezal son: un grupo motobomba, un equipo de filtrado y un equipo de fertirrigación.

(90) La red de distribución está compuesta por una tubería principal, tuberías secundarias o líneas de derivación y líneas laterales o portagoteros con los emisores intercalados o adosados. Cada tubería secundaria y las líneas portagoteros asociadas a ella forman un subsector de riego y el conjunto de subsectores que riegan simultáneamente componen un sector de riego. En la Figura 8 se representan esquemáticamente los componentes de una instalación de riego por goteo.

El riego por goteo es localizado, directo al cuello de la raíz, fácilmente controlado y no demanda gran cantidad de agua.

El riego por goteo es localizado, directo al cuello de la raíz, fácilmente controlado y no demanda gran cantidad de agua.

Automatización

Partes del sistema

Partes de la red



Fig. 8: Esquemas de la disposición de la línea principal, laterales, de derivación y

otros componentes de un sistema de riego por goteo39

(91) El uso de ARU depuradas puede ocasionar problemas de obturaciones en los sistemas de riego por goteo y también por aspersión, por lo que se debe prever un adecuado sistema de filtrado, elegir correctamente el tipo de emisor, así como emplear las medidas preventivas para evitar la formación de sedimentos en el sistema, Para este tipo de riego el efluente de ARU debe contener bajos contenidos de sólidos suspendidos, para evitar taponamientos en el sistema de riego.

(92) Dependiendo de la clase de sólidos en suspensión o impurezas del agua, los sistemas de riego deben estar provistos de un equipo de filtrado. El tipo de filtros necesarios en una instalación de riego localizado dependerá, por tanto, de la naturaleza y tamaño de las partículas contaminantes.

(93) Cuando se trata de aguas muy contaminadas por sólidos, puede ser interesante instalar antes del cabezal de riego, prefiltros para eliminar grandes volúmenes de contaminantes, o por lo menos las partículas mayores. Existen dos grupos, los dispositivos de desbaste, dentro de los cuales los más frecuentes son las rejas metálicas con separaciones variables entre los barrotes y los depósitos de decantación, que se usan para eliminar por sedimentación sustancias arrastradas por el agua y que sean más densas que ésta.

(94) También se usan los separadores de arena, dispositivos que realizan las funciones de prefiltros, pero que se colocan en el cabezal cuando las aguas contienen gran cantidad de sólidos. Solo sirven para separar partículas más densas que el agua40.

39 Fuente: Salassier (1982). 40 Fuente: Duron (1985)

Problemas en el riego por goteo

Filtración previa

Dispositivos de filtración

El agua debe ser filtrada de impurezas

previa a de la irrigación

mmm, salto al filtro, ono salto al filtro??

El agua debe ser filtrada de impurezas

previa a de la irrigación

mmm, salto al filtro, ono salto al filtro??



(95) Los tipos de separadores más utilizados son los hidrociclones y los separadores de arena propiamente dichos. En ambos el principio de funcionamiento es el mismo, sólo que varía la geometría de la cámara filtrante, que es cónica en los hidrociclones y cilíndrica en los separadores. El agua entra tangencialmente a la cámara donde se crea un movimiento rotacional, produciéndose la separación de los sólidos, los cuales van al punto de salida, que en los verticales está en la parte inferior del aparato.

(96) Para el filtrado de ARU depuradas propiamente dicho, se utilizan con éxito los filtros de arena, material que brinda la filtración más efectiva para el principal contaminante de esta agua que es la materia orgánica. Este tipo de filtros consisten en tanques generalmente metálicos o de plástico reforzado capaces de resistir las presiones estáticas y dinámicas de la red, los cuales van rellenos de arena tamizada de un determinado tamaño lo suficientemente fino (diámetro efectivo igual o inferior a 1,2 mm) y uniforme (coeficiente de uniformidad de al menos 1,5) para que se produzca la retención de las partículas orgánicas cuando el agua la atraviese.

(97) Dentro del cabezal, los filtros se sitúan a la entrada del agua y antes de los filtros de malla a los que complementan pero no sustituyen. Son filtros muy efectivos para retener sustancias orgánicas pero también otros sólidos, pues pueden filtrar a través de todo el espesor de arena, acumulando grandes cantidades de sólidos antes de que sea necesaria su limpieza. Los factores que afectan a su funcionamiento y determinan el tamaño de partícula mínima que retiene el filtro son entre otros: la calidad del agua, las características de la arena; el caudal empleado, la caída de presión admisible y otros.

(98) Como complemento imprescindible en sistemas de riego por goteo, se utilizan los filtros de malla, consistentes en un armazón generalmente metálico, de forma cilíndrica, que aloja en su interior el elemento filtrante. Este está formado por un soporte perforado metálico o plástico, recubierto por una malla, la cual puede ser de plástico, o más frecuentemente, de acero inoxidable.

(99) Los filtros se suelen situar en el cabezal, justo después del incorporador de fertilizantes. El orificio de la malla deberá ser de 1/10 del tamaño del mínimo paso del agua en el emisor de goteo y del orden de 1/5 para microaspersores. La calidad del filtrado depende de las dimensiones de los orificios de la malla ya que determinan el tamaño máximo de partículas que pueden atravesarlo.

(100) La selección de cultivos apropiados de acuerdo con la calidad del efluente depurado y el método de riego aplicar son

Hidrociclones

Filtros de arena

Posición del filtro

Filtros de malla

Tamaño del orificio de malla

Riesgos en los cultivos



decisivos a la hora de minimizar los riesgos sanitarios. En la Tabla 23 se sintetiza parte de la información al respecto. De acuerdo con algunos estudios, los riesgos para la salud que representan los cultivos regados con ARU depuradas son mayores cuando se usa el sistema de riego por aspersión y el riesgo para el trabajador del campo es mayor cuando se usa el sistema de riego por inundación, el menor riesgo se atribuye al goteo41.

Tabla 23: Usos admisibles para la reutilización de ARU según tipos de tratamientos previos y sistemas de riego aplicados42

Calidad del efluente

Método de riego Primario Secundario Secundario desinfectado

Secundario desinfectado

con alta calidad

Superficie Frutales, forrajes y cultivos industriales

Frutales y forrajes

Aspersión o superficie – Forrajes

Parques y cultivos que se consumen cocidos

Cultivos que se consumen crudos

2.3.3.5 Sistemas hidropónicos

(101) Los estudios dirigidos al empleo de las aguas residuales depuradas en sistemas de hidroponía son todavía muy escasos y los resultados obtenidos en muchos casos son contradictorios. Por lo general estas aguas pueden ser utilizadas como sustitutivas de las soluciones nutritivas utilizadas en estos sistemas, aunque ello exigirá el empleo de sistemas específicos o la corrección de estas aguas reduciendo su pH o aumentando los niveles de algunos micronutrientes presentes en ellas.

(102) Una ventaja de los sistemas hidropónicos es que actuarán como un tratamiento depurativo, reduciendo el grado de contaminación del agua, la cual podrá ser utilizada posteriormente para otros fines. Los cultivos mas utilizados son los hortícolas. Las ventajas que presentan estos sistemas se citan a continuación:

a) Pueden utilizar aguas de baja calidad

b) Pueden ser utilizados en áreas donde los suelos impidan la producción agrícola

c) Presentan elevado grado de eficiencia en el uso de agua (evitan pérdidas por percolación y evaporación)

41 Fuente: Blumenthal et al. (2000) 42 Fuente: W.H.O. (1973).

Ventajas y desventajas



d) Evitan las tradicionales técnicas agronómicas, permitiendo una mayor densidad de cultivo

e) Los inconvenientes de estos sistemas son principalmente de orden económico puesto que requieren de fuertes inversiones para su instalación.

(103) En general por aspectos de salud pública, no es recomendable que estos sistemas utilicen ARU tratadas.

2.4 Recuperación de suelos salinos con ARU depuradas

(104) La recuperación de suelos salinos, alcalinos o sódicos puede hacerse con el usos de ARU depuradas de baja salinidad. El proceso consiste en el lavado de sales a través de la precolación de grandes volúmenes de agua a través del perfil del suelo lo cual va acompañado de un sistema de drenaje adecuado para captar y llevar las sales disueltas lejos del terreno a cultivar.

2.5 Reutilización en acuicultura

(105) El agua residual urbana puede ser empleada como fuente de nutrientes para el desarrollo y crecimiento de organismos acuáticos. El efecto directo de las ARU depuradas en un cuerpo de agua es la producción de microalgas como consecuencia del aprovechamiento conjunto de la energía solar y los nutrientes contenidos en el agua residual. A partir del aporte de oxígeno que ocurre se desarrollan otros grupos de organismos como el zooplancton y finalmente la ictiofauna (peces, crustáceos, mariscos, etc). La producción de biomasa animal por este método tiene una aplicación muy interesante desde el punto de vista comercial43.

(106) Para el uso de ARU en acuicultura, es posible adoptar normas menos rigurosas siendo que los huevos de nematodos intestinales no constituyen un criterio de calidad importante, sin embargo, en algunas situaciones, sí lo serán los huevos de trematodos. Por otra parte, los requerimientos de calidad bacteriana y viral dependen, en gran parte, de los métodos para la recolección, comercialización y cocción de los productos.

43 Fuente: Castillo et al. (1994)

Requisitos de calidad del agua



2.6 Reutilización industrial

(107) La reutilización industrial de las ARU depuradas se refiere a los siguientes aspectos:

a) Refrigeración y calefacción

La refrigeración por agua se utiliza en numerosas industrias y procesos: producción de electricidad, siderurgia, petroquímica, química, industria automovilística, cementeras, incineración de residuos, etc44. La reutilización del agua para refrigeración, es una medida adecuada para las zonas fuertemente industrializadas que requieren elevados volúmenes de agua y obligan a utilizar recursos que son aptos para el suministro doméstico.

La reutilización de ARU depuradas en sistemas de calefacción de edificios (radiadores de agua caliente) es apropiada para zonas con condiciones climáticas extremas con inviernos largos y rigurosos y que compensen los costos de la instalación de esta infraestructura45.

b) Lavado de instalaciones

La reutilización, puede se para el lavado de pisos de galpones industriales, paredes, fachadas, instalaciones e inclusive algunas materias primas.

2.7 Reutilización municipal

(108) Este tipo de reutilización va dirigida principalmente a los siguientes usos:

a) Riego de campos deportivos y áreas verdes

Las ARU destinadas al riego de campos deportivos y zonas verdes, deben cumplir unos requisitos de calidad microbiológica y físico - química que se especifican en algunas legislaciones. Cuando el uso del agua residual se destine al riego de campos deportivos, zonas verdes, viveros y cultivos no destinados al consumo humano o animal, se excepciona la obligatoriedad de cumplir los requisitos de calidad exigidos para metales pesados.

44 Fuente: http\seguridadlaboral.geoscopio.com\medioambiente\temas\tema9\index.php 45 Fuente: http\seguridadlaboral.geoscopio.com\medioambiente\temas\tema9\index.php

Refrigeración

Calefacción



A fin de evitar situaciones de riesgo o accidentes, por norma general, en todas las zonas donde se utilicen para el riego ARU depuradas, deben instalarse carteles o indicaciones que lo señalice con claridad.

b) Limpieza de vías urbanas

Entre los usos que se puede dar al ARU depurada están el lavado de vías urbanas lavado de mantenimiento de pisos de edificios, galpones industriales, fachadas, etc. No es necesaria una calidad muy apreciable para estos fines, no obstante el agua residual debe haber sufrido por lo menos un tratamiento secundario a fin de prevenir una posible contaminación del personal encargado de la limpieza.

La reutilización municipal conlleva la implementación de una infraestructura consistente en una red de distribución doble, una para el agua potable y otra para el agua que va a ser reutilizada para los fines descritos46.

c) Lagunas artificiales

En algunos países se aprovechan las ARU depuradas para crear masa de agua artificiales desde estanques hasta pequeños lagos destinadas a usos recreativos o deportivos excluido el baño.

En la Tabla 24 se exponen las recomendaciones que regulan los principales usos de las ARU depuradas en los Estados Unidos de Norteamérica (EPA, 1992). Como se observa estas directrices son muy estrictas reduciendo considerablemente los límites de la OMS (1989, 1990). A modo de ejemplo se puede señalar que no se permite la presencia de ningún coliforme fecal en 100 ml inclusive para el riego en parques, lavado de coches y usos recreativos. Contrariamente la OMS admite hasta 1000 CF/100 ml desde que estén acompañados de mediadas adicionales de protección.

46 Fuente: http\seguridadlaboral.geoscopio.com\medioambiente\temas\tema9\index.php

Recomendaciones internacionales para el riego



Tipo de reutilización Tratamiento Parámetros de calidad Distancia de seguridad

pH = 6 - 9 < 10 mg/l DBO

< 2 NTU 0 CF/100 ml

Riego de parques, cementerios, lavado de vehículos, refrigeración

Secundario, Filtración, Desinfección

1 mg/l Cl2

A 15 metros de fuentes o pozos de agua potable

pH = 6 - 9 < 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

< 2 NTU 0 CF/100 ml

Riego de parques con acceso público infrecuente, riego de árboles

Secundario, Desinfección

1 mg/l Cl2

A 90 metros de fuentes o pozos de agua potable. A 30 metros de zonas de acceso público

pH = 6 - 9 < 10 mg/l DBO

< 2 NTU 0 CF/100 ml

Riego de vegetales que se consumen no procesados


1 mg/l Cl2


pH = 6 - 9 < 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

200 CF/100 ml

Riego de vegetales que se consumen desinfectados por algún proceso físico-químico


1 mg/l Cl2


pH = 6 - 9 < 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

200 CF/100 ml

Riego de forrajes para animales productores de leche y cultivos industriales


1 mg/l Cl2


pH = 6 - 9 < 10 mg/l DBO

< 2 NTU 0 CF/100 ml

Riego de áreas de recreo sin contacto con el agua residual depurada


1 mg/l Cl2


< 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

200 CF/100 ml Uso de agua residual depurada en construcción


1 mg/l Cl2

pH = 6 - 9 < 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

200 CF/100 ml

Uso de agua residual depurada en industrias: refrigeración Secundario

1 mg/l Cl2

pH = 6 - 9 < 30 mg/l DBO < 30 mg/l SS

200 CF/100 ml

Uso de agua residual depurada en el aumento de caudales de superficie y mantenimiento de zonas húmedas


1 mg/l Cl2

Uso de agua residual depurada para la recarga de acuíferos

Secundario, Desinfección Potable tras la percolación

Tabla 24: Estándares mínimos de calidad físico-química para la reutilización de ARU depuradas de acuerdo al tipo de uso y recomendaciones sobre su tratamiento y

normas de seguridad47

47 Fuente: Environmental Protection Agency (1992).



2.8 Riesgos asociados con la reutilización de ARU depuradas

(109) Existen significativos riesgos para la salud asociados con el uso de aguas residuales no tratadas y la política oficial en gran parte de los países desarrollados ha sido tratar estas aguas antes de su utilización. Sin embargo, en la mayoría de los países en vías de desarrollo no se cuentan con recursos para el montaje de instalaciones adecuadas para el tratamiento del agua. Por ello, las autoridades tratan de restringir el uso de ARU no tratadas o simplemente ignoran estos riesgos. Por lo tanto se necesitan soluciones innovadoras para optimizar los beneficios de la reutilización y minimizar los impactos negativos para la salud humana y el medio ambiente.

(110) En términos de morbilidad total, el riesgo para la salud de los consumidores de cultivo irrigados con aguas residuales y los consumidores de peces criados en lagunas fertilizadas con excretas, deberían recibir la máxima prioridad. Se admite que puede ser difícil la identificación del grupo de consumidores expuestos a estos riesgos ya que en las áreas rurales tal vez no sea posible distinguir entre la exposición ocupacional y la exposición por consumo48.

(111) La depuración de las aguas residuales urbanas, mediante adecuados tratamientos, permite reducir la presencia de agentes microbiológicos patógenos y de sustancias químicas nocivas. Ahora bien esta reducción, no constituye una eliminación, por lo que también existe una situación de riesgo en caso de nueva utilización del agua, tanto para la población en general, como para los trabajadores expuestos en particular.

(112) En general los riesgos sanitarios que la reutilización de ARU depuradas puede ocasionar requieren de la aplicación de medidas para proteger la salud que pueden agruparse en cuatro categorías principales:

a) Procesos de tratamiento de depuración de las aguas residuales.

b) Restricción del cultivo o zona a regar.

c) Método de aplicación del agua residual depurada.

d) Grado de la exposición humana

(113) Por ello, la reutilización de ARU depurada, conlleva el establecimiento de unos criterios mínimos de calidad que desde el punto de vista sanitario, permita su utilización y aplicación sin riesgo para la salud pública.

48 Fuente: Fatal (1986)

Morbilidad

Recontaminación

Medidas de protección

Riesgos asociados: Introducción de metales pesados Sales solubles Compuestos orgánicos tóxicos Patógenos



! 2. La reutilización del agua residual depurada tiene muchos fines; el más

sensiblemente utilizado es el reaprovechamiento para el riego agrícola ya que a través de este se puede proveer de importantes nutrientes a los cultivos de alimentos.

? 12. Explique Ud. los diferentes sistemas de riego conocidos y elabore una tabla

exponiendo sus ventajas y desventajas. 13. ¿Por que es útil conocer los valores de evapotranspiración?Explique. 14. ¿Cuáles son los riesgos de la reutilización del agua residual depurada? 15. ¿Cuáles son los diferentes tipos de reutilización conocidos? 16. Explique los diferentes tipos de reutilización y hasta que tratamiento hay que

llegar para que el agua no sea nociva para el medio dónde se llevará a cabo la reutilización.¿Cuáles son sus parámeros físico-químico-bacteriológicos?

7. Elabore una tabla dónde se muestren los beneficios que según Ud. aportan tanto el tratamiento como la reutilización de aguas residuales, así como los problemas e impactos que pueden provocar su mal manejo o uso no controlado.

8. Dependiendo de la situación particular en su región, cree Ud. que la gestión del recurso hídrico está orientado a aplicar en su municipio: tratamiento y reutilización, tratamiento sin reutilización, sin tratamiento y con reutilización, sin tratamiento ni reutilización. Explique porque.

9. ¿Cómo, dónde y porqué reutilizaría el agua residual de su región? 10. Proponga Ud. diferentes usos desconocidos que se pueden dar en su región al

agua residual depurada. 11. Averigue Ud. hasta que nivel de tratamiento llegan las diferentes plantas

depuradoras en Bolivia y otros países de Sudamérica . ¿Cuál es su capacidad nominal de tratamiento instalada?¿Cuál su capacidad promedio de trabajo?

12. ¿Hasta que nivel de tratamiento de aguas Ud. aconsejaría llegar, dadas las condiciones de contaminación de su región?¿Porqué?¿Qué procesos y operaciones unitarias utilizaría?¿Porqué?

2. Debemos tener especial cuidado en el tipo de riego a utilizar y la elección de tipo de cultivo en los que se hará uso el agua tratada, para evitar daños en plantas, animales y por supuesto seres humanos.



3. LODOS RESIDUALES URBANOS

(114) Como resultado de la depuración de las ARU se genera un subproducto conocido con el nombre de fango o lodo el cual una vez tratado y secado, puede incluirse en la lista de residuos urbanos que produce una sociedad.

(115) También se denominan lodos residuales a aquellos procedentes de fosas sépticas y de otras instalaciones de depuración similares utilizadas para el tratamiento de aguas residuales.

(116) Los lodos son materiales heterogéneos con un contenido de humedad media del 70% (variando normalmente entre 50 y 80%) y cuya composición depende del agua residual y la tecnología empleada en la depuración. Contienen un 50% de materia orgánica respecto a peso seco y la transformación microbiana que sufre guarda similitud con la humificación de substancias orgánicas en un medio natural. Así mismo los lodos presentan gran cantidad y variedad de microorganismos, dependiendo de su efluente de origen y además se ven enriquecidos por los tratamientos biológicos a los que se someten.

(117) El contenido en nitrógeno en lodos oscila entre el 1 al 7% sobre materia seca y se encuentra en dos formas fundamentales como son la orgánica (30-90%) y la amoniacal (5-70%) las cuales se irán liberando lentamente incluso en años posteriores a la aplicación. El contenido de fósforo varía entre 1-5% de P2O5 en peso seco y el contenido de potasio entre el 0,3 y 3% de K2O sobre materia seca encontrándose mayoritariamente en forma soluble y disponible para las plantas. Los lodos también poseen otros elementos como Ca, Mg, Na y S y microelementos metálicos y metaloides como As, B, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Se y Zn que, aunque se encuentren en los lodos en cantidades relativamente pequeñas comparadas con otros de sus componentes, en muchos casos pueden alcanzar niveles excesivos.

3.1 Tratamiento de lodos residuales urbanos

(118) Los procesos en el tratamiento convencional de lodos en una depuradora de aguas residuales urbana se incluyen en la “línea de lodos” donde según su procedencia son sometidos a un proceso diferente: espesamiento por gravedad de los fangos primarios obtenidos en la decantación primaria (decantación), espesamiento por flotación de

Tanto el agua como el lodo residual depurado tienen los nutrientes que necesitamos en la agricultura.

Sinónimos: Lodos de depuradora, lodos residuales ó lodos residuales urbanos.

Material semisólido debido a su contenido de humedad, caracterizado por tener cantidades importantes de materia orgánica e inorgánica.

Material que se deposita en los tanques Imhoff, lagunas o diferentes sistemas de tratamiento acuático.

Los lodos pueden tratarse en digestores o lagunas como si fueran líquidos.

Composición”

Contenido de NPK

Cap. 3. LODOS RESIDUALES URBANOS


los fangos biológicos en exceso (flotación), digestión anaeróbica de los lodos mixtos espesados en digestión obteniendo la estabilización y descomposición de los compuestos orgánicos sólidos en compuestos orgánicos estables o inorgánicos sólidos, líquidos y gaseosos (biológico), deshidratación mecánica de los lodos procedentes de la digestión anaeróbica (tratamiento químico mediante adición de reactivos y filtración física en unidades de deshidratación):

a) Pretratamiento: Flotación, decantación, separación líquido-líquido.

b) Tratamiento primario: decantación, coagulación floculación.

c) Tratamiento secundario: biológico aerobio, decantación, floculación, oxidación, precipitación.

d) Tratamiento terciario: oxidación.

e) Espesamiento de lodos: flotación y decantación (sedimentación).

f) Digestión anaeróbica: biológico, neutralización, precipitación.

g) Deshidratación mecánica: floculación, filtración, decantación.

(119) En la Figura 9 se describe un sistema de tratamiento de la línea de agua y de fangos.

A: TRATAMIENTO PRIMARIO

B: TRATAMIENTO SECUNDARIO CON AIREACIÓNB

A: TRATAMIENTO PRIMARIO

B: TRATAMIENTO SECUNDARIO CON AIREACIÓNB

Fig. 9: Esquema del sistema de tratamiento de aguas, mostrando la línea de aguas y

de fangos49

49 Fuente: Costa et al. (1987).

a. Lodo compuesto de arena, aceite y grasa, sólidos, metales y materia orgánica

b. Agua residualc. Espuma

No encuentro mis lentes, y creo que comienzo a

hundirme en este lodo...rayos!!

a. Lodo compuesto de arena, aceite y grasa, sólidos, metales y materia orgánica

b. Agua residualc. Espuma

No encuentro mis lentes, y creo que comienzo a

hundirme en este lodo...rayos!!



1. Espesamiento

El espesamiento tiene por objeto reducir el contenido de agua de los lodos de depuración, incrementando su contenido en sólidos. El espesado de los lodos se puede realizar mediante espesamiento por gravedad, en tanques de sedimentación convencional, o mediante espesamiento por flotación con aire disuelto.

2. Estabilización

Con la estabilización de lodos se busca reducir el contenido de patógenos, eliminar los olores desagradables y transformar la materia orgánica putrescible contenida en ellos en otra materia orgánica más estable. Para este fin los lodos de depuración son tratados por una vía biológica, química o térmica, mediante almacenamiento a largo plazo o por cualquier otro procedimiento apropiado, de manera que se reduce de forma significativa su poder de fermentación y los inconvenientes sanitarios de su utilización. Esta estabilización se puede lograr de tres maneras:

a) Digestión aeróbia. Consiste en la oxidación parcial de los lodos, que suele realizarse en tanques de estabilización, en los que éstos se someten a una aireación prolongada, obteniéndose, al final, un producto final biológicamente estable denominado lodo digerido aeróbicamente.

b) Digestión anaeróbia. Consiste en un proceso de fermentación metánica realizada en tanques cerrados (digestores) en los que el lodo fermenta sin contacto con el aire. Durante la fermentación se genera un gas con elevados contenidos de metano (CH4), biogas que puede utilizarse para combustionarlo en diferentes actividades o también para la generación de electricidad. El lodo obtenido se denomina lodo digerido anaeróbicamente.

c) Estabilización con cal. Consiste en añadir cal al lodo espesado en cantidad suficiente para alcanzar un pH superior a 12. Este pH reduce la supervivencia de la mayoría de los microorganismos.

Son los sólidos biológicos el material que queda después de la estabilización, ellos nos ofrecen grandes beneficios ambientales.

El pH alto elimina los microorganismos y estabiliza la materia orgánica, este método es desventajoso si aplicamos el lodo estabilizado directamente en suelo agrícola debido a que el terreno tiene por sí mismo un pH elevado.

El biogas está compuesto principalmente por CH4 , además de CO2, H2S, H. Su poder calorífico 20 - 25 MJ/m3 es menor al del gas natural 33 - 38 MJ/m3 y al del gas licuado 45 - 49 MJ/kg.

Lodo aeróbio

Cap. 3. LODOS RESIDUALES URBANOS


3. Acondicionamiento

El principal objetivo de los procesos de acondicionamiento es mejorar las características del lodo digerido antes de su deshidratación. Puede hacerse de dos maneras:

a) Acondicionamiento químico. Mediante la aplicación de diferentes productos químicos (cal, sulfato de hierro, sulfato de aluminio, polielectrolitos orgánicos) los cuales favorecen la floculación de los sólidos.

b) Acondicionamiento térmico. Proceso consistente en calentar el lodo (160-200°C), durante cortos periodos de tiempo (60-120 minutos) bajo presión, para este acondicionamiento se requieren instalaciones especiales.

4. Deshidratación

La deshidratación tiene como objetivo disminuir la humedad del lodo digerido y así reducir el coste de transporte del lodo hasta su lugar de evacuación, facilitar su manipulación, incrementar su poder calorífico si el lodo es incinerado, lograr un lodo totalmente inodoro y no putrescible y reducir la producción de lixiviados, si el lodo es depositado en vertederos controlados. Los métodos mas usuales son los filtros banda y las eras o lechos de secado, también es posible deshidratar los lodos, mediante compactación por medios mecánicos.

5. Reducción térmica

La reducción térmica es un sistema muy costoso encaminado a la reducción del volumen de los lodos digeridos y de los lodos deshidratados, con objeto de su posterior incineración. Entre otros sistemas se suelen utilizar el secado térmico, pirólisis.

3.2 Tipos de lodos generados en el tratamiento de aguas residuales

(120) De la gran variedad de fuentes en el proceso de tratamiento de lodos surgen diversas denominaciones de lodos algunas de las cuales se citan a continuación:

1. Lodos de pretratamiento

Los lodos de pretratamiento o lodos residuales de pretratamiento son lodos constituidos por materiales gruesos compactos y arena, cuyo destino suele ser la

Lodo anaeróbio

Lodo anaeróbio

Si disminuimos el agua del lodo su peso disminuye significativamente entonces:

Es más eficiente su transporte. Es más fácil su manipulación y almacenamiento.

Es menor el contenido de sólidos para el posterior relleno de terrenos, compostaje o incineración.



desecación e incineración o su depósito en vertederos controlados.

2. Lodos frescos primarios

Los lodos frescos primarios, lodos primarios o lodos residuales primarios, son lodos provenientes de los decantadores primarios, con un contenido en materia orgánica alrededor del 5%.

3. Lodos frescos secundarios

Los lodos frescos secundarios, lodos secundarios o lodos residuales secundarios, son provenientes de los decantadores secundarios, constituidos por una fracción seca del 0,8 al 1%, rica en biomasa, procedente del tratamiento biológico.

4. Lodos frescos mezcla

Los lodos frescos mezcla son el producto de la mezcla de los lodos primarios y secundarios y reciben diferentes denominaciones: lodos frescos mezcla, lodos mezcla, lodos brutos y de forma más genérica lodos de depuración.

De acuerdo a los tratamientos posteriores que sufren los tipos de lodos descritos así como de su contenido de humedad se tienen los lodos deshidratados con contenido de humedad superior al 70% y los lodos secados (inferior al 70%). También se pueden diferenciar los lodos compostados y los lodos mezclados y compostados.

! 3. Los lodos requieren ciertos niveles de tratamiento antes de su disposición final o

reutilización, separados del agua tratada son altamente biodegradables y contienen alta carga de nutrientes útiles. Una planta depuradora genera grandes cantidades de lodos orgánicos estables. Procesamos lodos básicamente para eliminar sus olores, reducir su capacidad de putrefacción y reducir patógenos.

? 17. ¿Cuáles son los componentes de un lodo residual depurado?. 18. ¿ Cuáles son cada uno de los procesos de tratamiento de lodos en una planta

depuradora de aguas residuales? Explique. 19. ¿ Cuáles son las diferencias entre los métodos de estabilización anaeróbia y

aeróbia?Explique. 20. ¿ Cuáles son los diferentes tipos de lodos generados en el tratamiento de aguas

residuales?.

13. Investigue la relación en peso de lodos que se producen y que proceso de tratamiento utilizan en algunas plantas de tratamiento en Bolivia y Sudamérica por metro cúbico de agua residual (kg/m3) depurada.

14. ¿Hasta que nivel de tratamiento de lodos Ud. aconsejaría llegar, dadas las condiciones de contaminación de su región?¿Porqué?.

3. Para facilitar el manejo y la eliminación del agua en los lodos húmedos se aplican procesos de deshidratación para facilitar su transporte a vertederos, esparcirlos en la tierra o incinerarlos.

Denominaciones

Lodos deshidratados y lodos secos

Cap. 4. REUTILIZACIÓN DE LODOS RESIDUALES


4. REUTILIZACIÓN DE LODOS RESIDUALES

(121) La reutilización de los lodos de depuración tiene como objetivo su aprovechamiento integral con mínimos o nulos efectos sobre la salud del hombre, de los animales y plantas. Además, su recuperación y reutilización supone un esfuerzo para mantener el equilibrio ecológico general, ya que su pérdida implica un derroche de energía que la sociedad actual no puede permitirse.

(122) El destino final de los lodos de depuración depende de múltiples factores y condicionamientos específicos locales. A nivel mundial, las alternativas existentes de eliminación de los lodos, básicamente son su depósito en vertederos controlados, la incineración y la reutilización en agricultura luego de su tratamiento. Los vertidos al mar o a cauces superficiales, se encuentran prohibidos en la mayoría de los países, debido a los riesgos de contaminación de estos medios hídricos por los contaminantes solubles presentes en los lodos.

(123) Actualmente el vertido controlado predomina como el destino principal de los lodos en los países desarrollados, sin embargo las nuevas normativas sobre vertederos afectan de forma importante esta alternativa que constituye la forma más económica de eliminación, especialmente indicada para núcleos pequeños de población. Requiere la existencia de terrenos apropiados, en las cercanías de las estaciones de depuración de aguas residuales y no utilizable para otros fines. Para ello pueden ser utilizados, si tienen capacidad, los vertederos controlados de residuos sólidos urbanos ya existentes. El grado de tratamiento necesario para el depósito de los lodos de depuración dependerá, fundamentalmente, de los costos de transporte y las características del vertedero. Los riesgos medioambientales de estos sistemas vienen condicionados por el previsible arrastre por lixiviación de las sustancias contaminantes presentes en los lodos a los cauces superficiales y subterráneos. Ello hace necesario que para la implantación de un vertedero controlado se realicen cuidadosos estudios geotécnicos e hidrogeológicos del terreno que eviten estos problemas50.

(124) La incineración es una opción menos extendida en la actualidad, pero se prevé que aumente en los próximos años como solución para muchos países ante el incremento en la producción de lodos y para eliminar las cantidades de lodos que no podrán destinarse a vertedero. Constituye un método de desinfección y de eliminación de los lodos en forma de 50 Fuente: Soler-Rovira et al. (1997)

Destino final de lodos depurados

Incineración

Control en los vertidos



cenizas residuales de escaso volumen, desprovistas de sustancias orgánicas tóxicas y microorganismos patógenos. Este sistema exige una fuerte deshidratación o secado térmico previo del lodo de depuración o del lodo digerido, lo que conlleva a gastos económicos importantes. Además, la combustión suele necesitar de un aporte energético externo, lo que encarece el proceso. Es un sistema utilizable para el tratamiento de lodos procedentes de grandes núcleos de población, en caso de no poder rentabilizarse para otros fines, o cuando en estos núcleos existan incineradoras de residuos sólidos urbanos.

(125) Los mayores problemas medioambientales radican en la posible emisión a la atmósfera, particularmente si la combustión es incompleta, de algunos contaminantes o sus derivados presentes en los lodos de depuración (CO2 y NOx), que también tienen un valor energético a causa de su contenido orgánico, lo que convierte en una fuente de energía. Además, algunos elementos inorgánicos tóxicos presentes en los lodos aumentan su movilidad y solubilidad cuando se incineran lo que obliga a una especial precaución en los lugares de depósito o recepción de ellas.

(126) La reutilización en agricultura de los lodos de depuradora (biosólidos) permite aprovechar el contenido de nutrientes de los mismos, con lo que se reducen los gastos en fertilizantes y se cierra el ciclo de la materia orgánica en la naturaleza. También existen otras opciones como la recuperación de suelos y su uso forestal. Este tipo de reutilización implica la asignación de un valor económico al subproducto resultante de la depuración de las ARU que una vez tratados funcionan como substitutos de los estiércoles u otros abonos orgánicos tradicionales lo cual puede ayudar a solucionar el grave problema que tiene planteado el sector agrario: el mejoramiento de la fertilidad de los suelos.

4.1 Compostaje de lodos residuales

(127) El compostaje constituye un método útil para transformar los lodos residuales en productos inocuos. Se trata de un proceso bio-oxidativo controlado en el que intervienen numerosos y variados microorganismos que requieren un rango óptimo de humedad del 50 al 60% y gran disponibilidad de substrato orgánico heterogéneo en estado sólido.

Reutilización en agricultura y suelos

Problemas ambientales por incineración

Definición: Es un proceso de estabilización biológico a través del cual desinfectamos el lodo y generamos un producto similar al humus (abono biológico).



(128) El proceso implica necesariamente el paso por una etapa termofílica (que puede superar los 70°C). Durante la fermentación puede ocurrir la producción temporal de toxinas, sin embargo los productos finales de la biodegradación son principalmente agua, dióxido de carbono, minerales así como un material estabilizado denominado “compost”, que permitirá su almacenamiento sin posteriores tratamientos ni alteraciones. A continuación se dan algunas definiciones sobre los tipos de compost51.

a) Compost fresco: Es una materia orgánica que ha pasado por una etapa termófila, ha sufrido una descomposición inicial, pero no está estabilizada.

b) Compost maduro: Es un compost que cumple con todas las especificaciones vistas anteriormente y es totalmente adecuado para usos agrícolas como enmienda orgánica, incluso aplicándolo a los suelos cuando se inician los cultivos, aunque conviene evitar su contacto directo con las raíces.

c) Compost curado: Es un compost maduro, con características similares a la turba, que ha sido sometido a un largo período de humificación.

(129) El compostaje de lodos residuales presenta una serie de particularidades que en gran medida, vienen condicionadas por las características propias de estos subproductos urbanos, tales como su excesiva humedad, pequeño tamaño de partículas, carencia de porosidad y elevada concentración de nitrógeno; factores que dificultan el mantenimiento de las condiciones aeróbias durante el proceso. Por ello, en la mayoría de los sistemas de compostaje, tanto abiertos como cerrados, los lodos son compostados acondicionándolos previamente mediante su mezcla con otros residuos orgánicos con bajo contenido de humedad, como ejemplo se puede citar los residuos absorbentes similares a las pajas secas de cereales o rastrojos lignocelulósicos con elevado contenido en carbono. El objeto de este acondicionamiento es lograr que la mezcla resultante presente niveles de humedad (40-70%) y un balance en la relación C/N, además de crear el espacio poroso para que el proceso de compostaje se realice de forma adecuada.

51 Fuente: Díaz-Burgos et al. (1993)

Tipos de compost

Acondicionamiento del lodo



4.1.1 Sistemas de compostaje

(130) El compostaje viene siendo utilizado con éxito en el tratamiento de lodos residuales. Para realizar el proceso los lodos son mezclados y homogeneizados convenientemente con restos orgánicos (rastrojos vegetales, virutas, estiércoles, etc.) cuya función es la de incrementar la porosidad del medio, servir de inoculo microbiano y fuente de nutrientes52. La mezcla se dispone en pilas o hileras estáticas aireadas mediante compresores de aire reversible o mediante el volteo mecánico periódico del substrato (apilamiento con volteo semanal). En condiciones ambientales ideales, temperatura mayor a 20°C, la degradación puede ser casi completa al cabo de 100 a 180 días de compostaje (ver Fig. 10).

(131) Otra tecnología biológica disponible para el tratamiento de lodos de depuradora es el “vermicompostaje” el mismo que se refiere al proceso de estabilización de la materia orgánica mediado por la acción combinada de lombrices y microorganismos, mediante el cual se obtiene un producto denominado vermicompost. Esta práctica de biotransformación aprovecha varias de las ventajas derivadas de la actividad de ciertas especies epigeas de lombrices, las cuales aceleran la descomposición y humificación de la materia orgánica53, ya sea de un modo directo (alimentación detritívora y desplazamiento a través de galerías) o indirecto (estímulo de la actividad microbiana). Por otro lado, mejoran la estructura del producto final, al provocar la ruptura de los materiales orgánicos, reduciendo su tamaño de partículas y favoreciendo la formación de agregados estables. Además la actividad de estos animales aumenta el contenido de nutrientes, convirtiéndolos a través de la actividad microbiana, en formas solubles y asimilables por los cultivos. Así mismo, mediante este proceso se favorece la

52 Fuente: Costa et al. (1987) 53 Fuente: Benítez et. al. (1999)

Vermicompostaje

Receta de compost base: Ingredientes:

Lodo residual digerido o sin digerir Aserrín, hojas, cáscaras de arroz, de maní, estiércol, cortezas, astillas de madera, etc.

Preparación: Mezclamos fuerte y vigorosamente el lodo con el aserrín, hojas, etc, hasta alcanzar el “punto nieve”; con este proceso aumentamos sólidos, incrementamos porosidad y proporcionamos carbono degradable (mejoramos la relación C/N).

Seguidamente calentamos la mezcla a “fuego lento” entre 55 a 65ºC para obtener una masa liviana y libre de microorganismos patógenos, ¡todos los microorganismos patógenos al paredón!!!

Luego aireamos la mezcla “fuera de casa” por 15 a 30 días (removiéndola cada cierto tiempo) para que se enfríe y se remueva el vapor de agua junto a los malos olores y se proporcione oxígeno a los microorganismos aerobios no patógenos sobrevivientes.

Después tamizamos la mezcla finamente en un gran tamiz o coladera retirando el aserrín, las hojas, etc.

Por último secamos la mezcla por 30 a 60 días, dependiendo de nuestra sazón, para estabilizarla y así poder conservarla para cualquier uso.

Mmm, que rico en macro y micro nutrientes es nuestro compost!!!

Existen variadas técnicas naturales o forzadas para mezclar, calentar, airear y secar el compost.



producción de sustancias que pueden actuar con acción fitohormonal sobre las plantas. Por último, el proceso de vermicompostaje posibilita la explotación de las lombrices como fuente proteica para consumo animal.

Fig. 10: Sistemas de compostaje de lodos residuales con apilamiento estático y

aireación forzada54

(132) El vermicompostaje representa una tecnología limpia, sin impacto ambiental y cuyos costos de inversión, energéticos y de mantenimiento son razonablemente moderados. Su utilización se resume en tres conceptos o ideas generales:

a) Eliminación de residuos orgánicos nocivos, insalubres, molestos y de difícil gestión como los lodos de depuradora.

b) Generación de un producto final útil (vermicompost), de un gran valor como enmienda o fertilizante orgánico de alta calidad, que funciona como un abono químico-orgánico.

54 Fuente: García et al. (1991).



c) Producción de una gran biomasa de lombriz, de alto contenido proteico y de alta calidad para alimentación animal (avícola, porcino y piscícola, fundamentalmente).

(133) Si estas dos últimas consideraciones las llevamos al ámbito técnico y comercial, aparece una actividad económica relativamente nueva: la “lumbricultura”. Del cultivo de lombrices, en literas o montones de 50 cm de altura como máximo, al aire libre o bajo cubierta derivan dos fuentes de ingresos: el vermicompost como abono orgánico de gran calidad, y las lombrices, como proteína para consuno animal; incluso una tercera fuente en zonas de pluviometría baja, donde algunas instalaciones reutilizan los lixiviados como abonos orgánicos líquidos.

4.1.2 Factores y parámetros que influyen en el proceso

(134) A continuación se describen los principales factores que influyen sobre el proceso de compostaje de lodos residuales.

• Temperatura.

Las experiencias realizadas indican que la temperatura interna tiende a subir en pocos días hasta alcanzar un máximo que, con ligeras fluctuaciones, se mantiene durante un cierto tiempo, para bajar gradualmente en fases posteriores. La temperatura óptima establecida en función de la oxidación de la materia orgánica varía entre 60 y 71ºC, aunque, se ha observado que por encima de 65ºC se reduce la actividad y variabilidad de los microorganismos propios de la fermentación. Estos niveles de temperatura se deben mantener durante una serie de días, con objeto de destruir los microorganismos patógenos y favorecer la rápida descomposición de los materiales.

• pH.

En los primeros momentos del proceso, durante la etapa mesófila, el pH inicial suele sufrir un descenso ya que mayoritariamente se descompone la materia orgánica más lábil (carbohidratos, etc.), produciéndose una liberación de ácidos orgánicos. A medida que la temperatura sube, el pH asciende hasta hacerse alcalino (8-9). En esta etapa termófila se descomponen, mayoritariamente, las proteínas, llegando en algunos casos a perderse nitrógeno en forma de amoníaco. Conforme se estabiliza el material, los valores de pH suelen bajar, situándose en niveles comprendidos entre 7 y 8.

Actividades derivadas fruto del compostaje



• Humedad.

La descomposición aeróbica de la materia orgánica puede realizarse, teóricamente, entre unos contenidos de humedad comprendidos entre 30-70%, si se mantiene una aireación adecuada. En la práctica, si la humedad es superior a 70%, el agua desplaza al aire de los espacios libres existentes entre las partículas y se produce anaerobiosis. Por otra parte, si es menor del 40%, la actividad biológica disminuye.

• Aireación.

Un grado de aireación idóneo es fundamental en el proceso de compostaje para mantener los niveles de oxígeno que los microorganismos necesitan en su metabolismo. Una aireación insuficiente o mal distribuida produce condiciones anaeróbias, con el consiguiente descenso del grado de descomposición. Por otra parte, excesiva aireación puede originar un enfriamiento de la masa y la desecación de ella, que provocará una reducción de la actividad metabólica más bajas durante las fases de estabilización y maduración. Los niveles de oxígeno en la masa deben encontrarse comprendidos entre un 5 y 15%; aceptándose que al menos debe existir un mínimo de un 5% para mantener las condiciones aeróbias, especialmente durante la fase termófila.

• Relación Carbono/Nitrógeno.

El compostaje requiere de un balance entre el contenido total de nitrógeno y de carbono para garantizar una adecuada nutrición microbiana. La relación entre los contenidos totales de carbono y nitrógeno (C/N) desciende a medida que avanza la digestión de los lodos y se estabiliza al final del proceso.

4.2 Aspectos a considerar para la reutilización de lodos

(135) Desde una perspectiva agronómica se considera a los compost de lodos residuales como productos capaces de restituir al suelo la materia orgánica que se pierde por el cultivo. Así mismo se posibilita la aportación de nutrientes minerales y regula las condiciones de acidez o alcalinidad del suelo. De esta manera la acción del compost se debe de analizar bajo cuatro aspectos: físicos, biológicos, nutricionales y respecto a su potencial contaminante.

No olvidemos que los suelos de cultivos “se cansan” por utilizarlos continuamente y no darles un tiempo de recuperación de la materia orgánica que pierden por nutrir a los alimentos.



4.2.1 Aspectos físicos

(136) Debido al contenido alto en materia orgánica y la presencia de iones Ca++ en concentraciones relativamente elevadas, el compost de lodo tiene un efecto directo sobre la estructura de los suelos influyendo positivamente especialmente en texturas muy arenosas o muy arcillosas donde favorece la formación de agregados estables y disminuyendo su susceptibilidad a la erosión. El aporte de compost de lodos disminuye la densidad aparente del suelo, hecho atribuible a la baja densidad de estos productos (0,5-0,7 g/cm3) y a su tendencia a aumentar el especio poroso de los suelos. Con ello, se favorece la penetración del agua y la permeabilidad del aire, estimulándose el crecimiento del sistema radicular de las plantas. Así mismo y debido a su carácter coloidal se incrementa la capacidad de retención de agua lo que permite a las plantas resistir mejor los periodos de sequía especialmente en zonas áridas y semiáridas55.

4.2.2 Aspectos biológicos

(137) El compost de lodo residual favorece la coexistencia en el suelo de diversas especies de microorganismos, aumentando considerablemente los enzimas y los metabolitos microbianos lo que puede favorecer la estimulación de sustancias de acción fitohormonal al mismo tiempo que se producen vitaminas, aminoácidos, etc. Otro aspecto muy importante es que estos microorganismos mineralizan los compost lo que favorece la movilidad de macro y micronutrientes con el consiguiente efecto positivo sobre la planta56.

4.2.3 Aspectos nutricionales

(138) El abonado con lodos residuales compostados, independientemente del tipo de lodos utilizado afecta positivamente sobre los niveles de nutrientes del suelo, lo que repercute favorablemente en la nutrición de los cultivos. Cuando un compost de lodo residual se adiciona al suelo, las formas de nutrientes presentes en él se verán sometidas a una serie de procesos físicos y microbiológicos: que también son comunes a otros residuos orgánicos. La acción puede ser directa suministrando los elementos básicos, oligoelementos y metales pesados que pueden conllevar fenómenos de toxicidad. También

55 Fuente: Díaz-Burgos & Polo (1988) 56 Fuente: García, et al. (1993)

Nutrición del suelo y cultivos



hay una acción indirecta favoreciendo la absorción de los fertilizantes químicos.

(139) Los compost de lodos puede sustituir al abonado orgánico tradicional con estiércoles animales fuentes orgánicas cada vez más escasas y costosas. Esto debido a que los compost son materiales orgánicos de bajo costo y se producen de modo constante57.

(140) Los compost de lodos se vienen utilizando como enmiendas orgánicas en espacios verdes como parques, jardines, instalaciones deportivas, así como el desarrollo de cultivos ornamentales y cultivos intensivos. Tampoco hay que olvidar el aprovechamiento forestal y en otro orden de cosas, la recuperación de los suelos afectados por los incendios y la regeneración de suelos degradados o improductivos como las escombreras de minas o canteras.

(141) Las limitaciones a la aplicación de los lodos vienen impuestas por su propia composición así como por las propiedades del suelo y las características medioambientales de la zona receptora. El estudio se complica aún más si se tiene en cuenta que, salvo para el caso de los metales pesados (ver Tabla 25), no existen regulaciones que contemplen otros aspectos.

(142) De todos los riesgos que tienen la aplicación agrícola de los compost de lodos, quizás el que produce mayores efectos negativos es su empleo en un adecuado grado de madurez, lo que provoca graves fenómenos:

a) Origina una disminución del contenido de oxígeno a nivel radicular

b) Una relación C/N elevada puede provocar un bloqueo del nitrógeno del suelo

c) Un nuevo estímulo a la descomposición en compost inmaduros puede elevar excesivamente la temperatura del suelo

d) Puede ocurrir la liberación y/o acumulación de sustancias fitotóxicas

e) Puede no ocurrir una eliminación satisfactoria de microorganismos patógenos

(143) Las dosis de aplicación de los lodos se calculan en base a las necesidades del cultivo, a los límites impuestos en la concentración de elementos contaminantes y al tipo de lodo que se utilice. Las cantidades máximas de lodos que podrán aportarse al suelo por hectárea y año serán las que, de acuerdo con el contenido de metales pesados en los suelos y en los lodos

57 Fuente: Kiehl (1985)

¿Dónde utilizar compost?

Limitaciones

Efectos negativos

Dosis de lodos en cultivos

Sustitución orgánica



a aplicar, no rebasen los valores límite de incorporación de estos metales, Tabla 25.

Concentración máxima (mg/Kg) Elemento Suelos con pH<7 Suelos con pH>7 Cd 20 40 Cu 1000 1750 Ni 300 400 Pb 750 1200 Zn 2500 4000 Hg 16 25 Cr 1000 1500

Tabla 25: Valores límite de concentración de metales pesados en los lodos destinados a su utilización agraria58

(144) Otro factor a tener en cuenta son las aplicaciones progresivas sobre los suelos, debido al efecto acumulativo de los metales pesados y otros elementos, su persistencia está ligada a las nuevas condiciones edafológicas aparecidas tras su aplicación. Por este motivo, no sólo hay que tener en cuenta los niveles admisibles para un tipo de lodo y suelo, sino también la evolución del primero en el tiempo, que puede llevar a una modificación en la dosis de aplicación o incluso interrumpirla.

(145) La aplicación de lodos residuales a los suelos puede ocasionar problemas porque incorporan sustancias peligrosas, especialmente en los lodos procedentes de zonas industriales. Si tienen contenidos elevados de metales pesados, es conveniente disponerlos en un relleno sanitario y no reutilizarlos con fines agrícolas, estos pueden ser por exceso de:

• Salinidad.

Los suelos con un elevado contenido en sales solubles (conductividad del extracto de saturación superior a 4 dS/m) no son recomendables para la aplicación de lodos, ya que estos normalmente aportan más sales solubles. El exceso de salinidad puede provocar una disminución de la germinación de las semillas, un efecto inhibidor del crecimiento de las plantas y un deterioro de la estructura del suelo.

• Nutrientes.

Los principales problemas que pueden darse son debidos al exceso de nitrógeno y fósforo en el suelo sobre todo si la aplicación se lleva a cabo en una época inadecuada. El aporte de 100 m3/ha de lodo, al 5% en materia seca, incorpora al suelo 150 Kg/ha de nitrógeno y 250 Kg/ha de P2O5.

58 Fuente: Coker & Matthews, (1983)

Efecto acumulativo de los metales

Parámetros contaminantes en lodos depurados



• Nitrógeno.

El contenido de N en los compost de lodos varía entre 0,4 a 1,8%. Aunque mayoritariamente se encuentra en forma orgánica, también se aprecian trazas de nitrógeno amoniacal y nítrico puesto que al igual que otros residuos orgánicos, los lodos sufren procesos de mineralización, amonificación, nitrificación, inmovilización, volatilización y desnitrificación.

La velocidad de mineralización del N contenido en los lodos es muy variable, dependiendo fundamentalmente de las características del lodo y de la temperatura, humedad y condiciones aeróbias del suelo a donde se aplique. Uno de los principales factores que regula el grado de mineralización del N es la relación C/N puesto que la velocidad de mineralización es mayor si se adicionan lodos con una relación inferior a 10 (C/N). También influye el tipo de lodo siendo que el grado de mineralización es mayor cuando se adicionan lodos digeridos aeróbicamente o lodos compostados al suelo que cuando se aplican lodos digeridos anaeróbicamente. También afecta la dosis de lodo aplicada una vez que la eficacia de la mineralización del N del lodo disminuye con el aumento de la dosis. Respecto al proceso de volatilización, pérdidas de N como amonio suelen ser habituales cuando se adicionan lodos digeridos anaeróbicamente a la superficie del suelo; llegando éstas a alcanzar hasta un 60-70% del N contenido en los lodos, particularmente cuando estos lodos se adicionan a suelos alcalinos.

Aunque, globalmente, el abonado con lodos residuales puede suponer un ahorro importante de fertilización mineral nitrogenada, el empleo de lodos con elevados contenidos de nitrógeno o la aplicación de grandes dosis de estos materiales al suelo puede afectar negativamente al desarrollo del cultivo, retardando su madurez y provocando cosechas de baja calidad. Además de ello y si se mantienen las condiciones aeróbias del suelo, se produciría un aumento excesivo de los nitratos en el medio edáfico, los cuales pueden contaminar, por arrastre, las aguas superficiales; y si el suelo es arenoso, descender por el perfil contaminando los acuíferos subterráneos. Con objeto de evitar estos problemas, se han postulado una serie de técnicas de uso eficiente de estos materiales, entre las que se puede citar la aplicación conjunta al suelo de residuos orgánicos carbonáceos para favorecer el proceso de desnitrificación del suelo y compostar los lodos residuales con otros materiales orgánicos.

Mineralización y efectos del N

Las relaciones C/N (carbono a nitrógeno) muy altas o bajas condicionan la tasa de velocidad de reacción.

Contenido elevado de N y efectos



El efecto que el aporte de los compost ocasiona sobre la disponibilidad de N del suelo depende de su grado de madurez. Así, y al igual que ocurre con otros residuos orgánicos, si la relación C/N del compost es inferior a 20, o si la relación del C/N de su extracto acuoso es menor de 6, el N contenido de este material tiende a mineralizarse, pasando a formas inorgánicas disponibles, aumentando los niveles de este elemento en la planta. Por el contrario, si la relación C/N es superior a 30, se produce un bloqueo biológico del N asimilable del suelo, disminuyéndose la concentración en planta. En todo caso los compost de resultan menos eficaces para suministrar N de inmediato al cultivo que los fertilizantes nitrogenados minerales.

• Fósforo.

El contenido de fósforo total de los lodos residuales varía entre niveles traza y valores tan altos como 8,1-8,5% sobre materia seca. La variabilidad observada depende del tipo de tratamiento de estabilización a que haya sido sometido el lodo; evidenciándose los mayores niveles de P en los lodos digeridos biológicamente. Dentro de éstos, los lodos digeridos anaeróbicamente suelen presentar niveles de P superiores a de los lodos digeridos aeróbicamente. El fósforo contenido en estos productos se encuentra, mayoritariamente, en forma inorgánica, aunque en algunos de ellos, la fracción orgánica puede llegar a representar el 40% del P total del lodo. La aplicación de lodos residuales, independientemente del tipo utilizado, tiende a aumentar apreciablemente los niveles del P total y disponible del suelo. A nivel de planta la absorción de P depende, fundamentalmente, de las características del lodo adicionado, del tiempo necesario para la liberación del elemento ligado a la materia orgánica, de la incidencia de los fenómenos de inmovilización de este elemento en el suelo y de la interferencia que pueden ocasionar otros elementos presentes en el lodo sobre la absorción de P por la planta.

En general, el aporte de estos subproductos urbanos suele aumentar los niveles de P en la planta. Pese a los aumentos del P disponible del suelo y del P de la planta, la mayor parte del P contenido en los lodos, al igual que ocurre con otros fertilizantes fosforados, tiende a quedar fijado o inmovilizado en el suelo, a través de procesos de adsorción o de precipitación; procesos que en gran medida se encuentran condicionados por el pH del medio edáfico. Estos procesos disminuyen al máximo el lixiviado de los fosfatos a través del suelo, evitando la entrada de ellos en las aguas subterráneas. Por tal motivo, el aporte de dosis masivas de lodos no suele

Relación C/N

El lodo tiende a concentrar trazas de metales pesados y compuestos orgánicos, poco biodegradables, ¡ Cuidado!!!!

Contenido elevado de P y efectos



ocasionar problemas de contaminación por P de los acuíferos subterráneos. Sin embargo, estos aportes masivos, que aumentan acusadamente los niveles de P en la capa superficial del suelo, pueden ocasionar aumentos de este elemento en las aguas superficiales continentales, a través de procesos de erosión y de escorrentía superficial59.

La influencia de los compost de lodos sobre el fósforo asimilable del suelo y el fósforo de la planta depende del contenido de este elemento en el material orgánico y de su relación C/P. Por lo general, se considera que el P orgánico presente en el compost se mineraliza, pasando a formas inorgánicas, cuando su concentración en este material es superior a 0.3% y su relación C/P es inferior a 200. Además de ello, la disponibilidad para la planta de los fosfatos asimilables se encuentra condicionada por las características y propiedades del suelo, fundamentalmente el pH, ya que, y a diferencia de los nitratos, los fosfatos mineralizados del compost pueden ser fácilmente eliminados de la solución del suelo, a través de mecanismos de adsorción y precipitación. Ambos hechos condicionan que los resultados obtenidos, tanto en suelo como en planta, tengan un carácter contradictorio, habiéndose observado aumentos y descensos del P asimilable del suelo y de la concentración de este elemento en planta inducidos por el aporte de compost de lodos.

• Potasio.

Los lodos residuales presentan valores bajos de potasio, por lo general inferiores al 1% siendo estos niveles escasamente influenciados por el tratamiento de estabilización a que hayan sido sometidos los lodos de depuración. Este elemento suele encontrarse en los lodos ligado a sales, lo que implica para la planta una forma de fácil asimilabilidad. Sin embargo, los lodos residuales no son capaces de satisfacer los requerimientos potásicos de la mayoría de los cultivos, por lo que, generalmente, es necesario realizar una fertilización mineral potásica adicional, particularmente si estos materiales orgánicos son aplicados a suelos deficientes en potasio como los arenosos60.

• Calcio y magnesio.

Los compost de lodos presentan cierta capacidad para ceder calcio y magnesio asimilables a la planta. La mayoría de los lodos residuales presentan niveles de calcio comprendidos entre 0,2 y 5,0% y de magnesio entre 0,01 y 1,0% sobre

59 Fuente: Clapp et al. (1986) 60 Fuente: Díaz-Burgos (1990)



materia seca. Las excepciones corresponden a los lodos estabilizados con cal, que pueden llegar a presentar niveles de calcio de hasta el 27%. En estos casos, dichos materiales pueden ser utilizados como enmiendas cálcicas de suelos ácidos. Por lo general el aporte de estos materiales orgánicos no suelen ocasionar efectos adversos sobre la nutrición cálcica y magnésica de la planta, considerándose que su aplicación suele satisfacer las necesidades por estos nutrientes de la mayoría de los cultivos.

• Micronutrientes.

Se entiende por micronutrientes, aquellos elementos necesarios en menor proporción que resultan ser esenciales para el crecimiento y desarrollo de los vegetales los cuales necesitan dosis mínimas de elementos como el Fe, B, Cu, Mn, Cl, Mo, Zn y otros. El contenido y formas de estos elementos en los lodos residuales varía enormemente, dependiendo fundamentalmente, de la composición inicial del agua residual, de la mezcla de las aguas domésticas con las procedentes de los pequeñas industrias situadas en los núcleos de población, del tipo de tratamiento de estabilización de los lodos, de la mezcla de estos con otros residuos orgánicos durante los procesos de compostaje, etc.

En general, el abonado con lodos residuales tiende a aumentar los niveles de micronutrientes, particularmente Zn, Cu y Fe, en el suelo y en la planta, aumentos que vendrán condicionados por los contenidos de estos elementos en el lodo, el tipo de dosis de aplicación del lodo, las características y propiedades del suelo (pH, CIC, materia orgánica, condiciones redox, etc.), tipo de cultivo y condiciones ambientales. Debido a la capacidad que poseen los lodos para suministrar micronutrientes al sistema suelo-planta, los lodos se consideran como correctores de suelos deficientes. Sin embargo, el aporte masivo de lodos al suelo o la presencia de metales pesados en ellos a concentraciones elevadas, puede tener un efecto desfavorable constituyendo un foco de contaminación de los sistemas agrícolas.

Los compost de lodos pueden presentar concentraciones 100 veces más de boro y cobre y 300 veces más de zinc que los suelos de cultivo, por lo que su aplicación agronómica se traducirá en un aumento de estos elementos, tanto en el suelo como en la planta. El efecto mencionado ha sido comprobado en muchos estudios, evidenciándose que los compost tienden a ceder estos elementos en el siguiente orden: B > Zn>Cu> Fe>Mn. Los niveles de calidad respecto a estos elementos se encuentran en las Tablas 25, 26 y 27.

Efectos en el suelo y planta por micronutrientes

Concentraciones de micronutrientes



Tabla 26: Valores límite para las cantidades anuales de metales pesados que se podrán aplicar a los suelos61

Elemento Valor límite (Kg/ha/año)

Cd 0,15 Cu 12 Ni 3 Pb 15 Zn 30 Hg 0,1 Cr 3

Tabla 27: Niveles de calidad para compost de materiales orgánicos y los frecuentemente encontrados en compost de lodos residual62

Niveles de calidad para compost Compost de lodos

Bajo Medio Alto Rango de ocurrencia Elemento

mg/Kg

Fe 1000 – 8000 8000 – 15000 >15000 1000 – 160000

Mn 20 – 150 150 – 400 >400 50 – 7500

Cu 100 – 600 600 – 1200 >1200 80 – 11000

Zn 100 – 1200 1200 – 2000 >2000 100 – 28000

• Substancias húmicas.

Las sustancias húmicas presentes en los lodos residuales compostados no pueden considerarse como tales en sentido estricto, ya que se diferencian apreciablemente de las existentes en suelos, aunque presentan propiedades similares (capacidad para interaccionar con iones metálicos, poder tampón y fuente potencial de nutrientes). Por tal motivo, en algunos estudios se denominan sustancias semejantes o parecidas a las húmicas (“humic-like substances”), constituidas por ácidos semejantes a los húmicos y fúlvicos y huminas. No obstante, la mayoría de los investigadores mantienen la misma terminología utilizada para los suelos, aunque cualitativamente existan diferencias apreciables. Entre otras diferencias, los ácidos húmicos de los lodos digeridos y compostados suelen ser más ricos en C, H, N y S que los ácidos húmicos de los suelos, presentando en cambio, niveles inferiores de oxígeno, acidez total y grupos

61 Fuente: Coker & Matthews, (1983) 62 Fuente: Díaz-Burgos (1990)



carboxílicos (COOH) y fenólicos, con relaciones atómicas C/H y C/N también más bajas63.

(146) La aplicación de los lodos residuales al suelo aumenta el contenido de substancias orgánicas del mismo, aumento que dependerá de la dosis aplicada, el tipo de lodo, la forma y frecuencia de aplicación y las características del suelo. La dinámica de la materia orgánica de los lodos residuales en el suelo sigue unas pautas similares a las observadas para otros residuos orgánicos; encontrándose sujeta a diferentes factores tales como: cantidad y calidad de la materia orgánica contenida en estos materiales, nivel de materia orgánica original del suelo, temperatura, humedad, pH, aireación del suelo y tipo de cultivo desarrollado. Así, una parte importante de la materia orgánica adicionada al suelo tenderá a mineralizarse, descomponiéndose en productos más sencillos. Otra se incorporará al suelo, evolucionando a formas más resistentes a la degradación, incrementando y modificando las sustancias húmicas innatas del medio edáfico.

(147) La tasa de mineralización en el suelo de la materia orgánica contenida en estos subproductos es muy variable pudiendo llegar hasta un 60% al año, dependiendo fundamentalmente del tipo de lodo adicionado, del grado de estabilización de la materia orgánica contenida en él y de las características del suelo. Respecto al efecto de estos materiales sobre el contenido y formas de las sustancias húmicas del suelo, por lo general se ha observado un aumento de ácidos húmicos. Éstos suelen presentar una composición elemental y características similares a los encontrados en suelos.

4.2.4 Potencial contaminante de los compost de lodos

(148) El riesgo de contaminantes en los lodos depende de los materiales de partida y de la toxicidad que puedan limitar su aplicación agronómica. Los contaminantes más comunes en compost de lodos son lo metales pesados y los microcontaminantes orgánicos:

1. Metales pesados.

Se entiende por metales pesados aquellos elementos traza que presentan una densidad superior a 5 g/cm3. Algunos de ellos, fundamentalmente Fe, Mn, Cu y Zn, son esenciales para las plantas y animales; mientras que otros (Cd, Co, Cr, Hg, Ni, Pb,) resultan muy tóxicos para los sistemas biológicos. La presencia de estos últimos, a concentraciones elevadas en los lodos

63 Fuente: García et al. (1991).

Mineralización del suelo

Incremento de la materia orgánica del suelo



residuales o la aplicación intensa de estos materiales puede tener consecuencias muy desfavorables sobre los agroecosistemas las cuales se pueden resumir en los siguientes hechos:

a) Contaminación de la capa superficial de los suelos de cultivo

b) Inducción de toxicidad en las plantas

c) Ingreso en la cadena trófica pudiendo afectar animales y humanos

d) Contaminación por migración, a través del perfil del suelo contaminando las aguas subterráneas

e) Contaminación por escorrentía y erosión, afectando la calidad de las aguas superficiales terrestres

Los peligros de contaminación por metales pesados ha motivado una especial atención científica al conocimiento de las causas y los factores que posibilitan la transferencia de estos elementos desde los lodos al suelo y la planta, así como al estado y formas en que ellos se encuentran en estos medios. El contenido de metales pesados en los lodos está íntimamente relacionado con el origen del efluente depurado, es decir, contendrán más metales pesados cuanto más porcentaje de agua industrial ingrese a la depuradora. Algunos procesos tecnológicos, entre los que podemos destacar los electrolíticos que aportan importantes cantidades de cadmio a las aguas, y los sistemas industriales que utilizar cromo, mercurio o estaño, inevitablemente pondrán en el medio esos elementos.

Las diferentes formas en que se encuentran los metales varía ampliamente según las propiedades químicas de cada elemento y las características del lodo, por lo que cada metal se encuentra en un cierto equilibrio entre sus formas solubles e insolubles. En este sentido, las propiedades determinantes del lodo son pH, temperatura, potencial redox, y la presencia de materia orgánica con propiedades complejantes y adsorbentes. El tratamiento a que son sometidos los lodos tiene, por tanto, un efecto significativo sobre las especies presentes en los mismos; por ejemplo, la adición de materiales calizos incrementará la proporción de hidróxidos y carbonatos, mientras que con la digestión anaeróbica aumentará la fracción metálica en forma de sulfuros.

Las principales formas que presentan los metales en los lodos son: solubles, intercambiables, precipitados, coprecipitados en óxidos metálicos, y adsorbidos o acomplejados con compuestos orgánicos. Estas formas presentan diferentes movilidades y bioasimilabilidad y por tanto, también presentan diferente potencialidad para contaminar suelo y planta. En relación a

Contaminación por metales pesados

Forma en que se presentan los metales

Impactos contaminantes

Propiedades más importantes



esta cuestión, se han desarrollado un gran número de técnicas que permiten estimar el contenido de cada una de estas formas en los lodos. Estas técnicas se llevan a cabo mediante el fraccionamiento físico de estos materiales o mediante el fraccionamiento químico, en base a la disolución de estos elementos por diferentes extractantes químicos. Actualmente, existen un gran número de métodos, tanto de extracción simple como de extracción secuencial, que permiten obtener rápidamente las formas asimilables por las plantas (formas solubles e intercambiables), las potencialmente asimilables (formas extraídas con agentes quelantes como DTPA, AB-DTPA, EDTA) y las formas difícilmente asimilables (precipitados con óxido, carbonatos, etc.).

Algunos estudios se han dirigido a evaluar el efecto del aporte de los lodos residuales sobre el contenido total de metales pesados en el suelo, así como sobre las diferentes formas en que ellos pueden presentarse en este medio. Se han desarrollado diversos métodos de extracción, fraccionamiento y cuantificación de las diferentes formas de los metales pesados en los suelos enmendados con lodos residuales y se ha intentando establecer un método de extracción universal que permita correlacionar significativamente los niveles de metales pesados extraídos del suelo (metales pesados asimilables) con los de la planta, con objeto de predecir las posibles toxicidades en el cultivo en base a los valores cuantificados en el medio edáfico. Por último, hay que señalar que un gran número de estudios se han enfocado a determinar como las características y propiedades del suelo, fundamentalmente pH, CIC, materia orgánica, contenido y tipo de arcillas, potencial redox y óxidos de Fe, Al y Mn, afectan al equilibrio químico de los metales pesados introducidos en el suelo a través de los lodos, la movilidades de ellos y sus asimilabilidades por las plantas así como, la influencia que estos factores ejercen sobre la extractabilidad de estos elementos por los diferentes métodos en uso.

Con respecto a las plantas los estudios efectuados sobre metales pesados se han dirigido a determinar en diferentes especies vegetales, el grado de absorción; su transporte; su acumulación en los diferentes órganos, con especial énfasis en la acumulación en las partes comestibles del cultivo; las diferencias, a nivel de absorción, translocación y acumulación entre variedades de un mismo cultivo; la sensibilidad de la planta al exceso de metales pesados; la interacción en la planta, de estos elementos con otros esenciales, a nivel fisiológico, bioquímico y molecular; el efecto de las prácticas agrícolas y las condiciones climáticas sobre la captación de estos elementos por los cultivos.

Identificación de metales en suelos

Identificación de metales en plantas



2. Microcontaminantes orgánicos.

La presencia de compuestos orgánicos contaminantes o microcontaminantes orgánicos en los lodos residuales, así como su posible transferencia desde estos materiales al suelo y la planta, constituye uno de los aspectos menos estudiados en lo relativo a los efectos que ocasiona el uso agrícola de estos subproductos urbanos. Ello se debe, fundamentalmente, a que las técnicas analíticas de detección y cuantificación de estos contaminantes son muy laboriosas y, por lo general, costosas, no estando todavía disponibles en muchos laboratorios y centros de investigación. Los principales microcontaminantes orgánicos detectados en lodos son: pesticidas, bifenilos policlorados, metales, alifáticos halogenados, éteres, ésteres de ftalato, aromáticos monocíclicos, fenoles, hidrocarburos aromáticos policíclicos y nitrosaminas.

En general, se puede indicar que después de la aplicación al suelo de los residuos, los constituyentes orgánicos se movilizan por procesos químicos, físicos y biológicos y que los cambios que se producen incluyen volatilización, fotodescomposición, descomposición microbiana, adsorción, lixiviación a capas profundas. Además, algunas especies vegetales tienden a acumularlos en las raíces con lo que las concentraciones de ellos en la parte aérea constituye solo una pequeña fracción respecto a las concentraciones detectadas en el suelo. De todos estos caminos la lixiviación es la más perjudicial desde el punto de vista de la contaminación y deben de ser evitada mediante un buen proceso de compostaje que puede ayudar en buena manera a ello disminuyendo acusadamente su toxicidad y estructura y limitando su asimilación por las plantas.

La concentración de los microcontaminantes orgánicos en los lodos residuales es muy variable, y al igual que ocurre con los metales pesados, depende de las características del agua residual, de su mezcla con aguas residuales, del tipo de tratamiento a que es sometido el lodo de depuración, de su compostaje o no con otros residuos orgánicos, e incluso para un mismo tipo de lodo digerido se observan cambios estacionales y anuales. Salvo excepciones puntuales, se considera que los niveles detectados de microcontaminantes orgánicos no entrañan un riesgo de contaminación, sin embargo la aplicación continuada de lodos tiende a aumentar los contenidos de algunos de ellos, fundamentalmente PCBs, en la capa superficial del suelo.

3. Microorganismos.

Intimamente ligado al aumento de la materia orgánica del suelo, el abonado con lodos residuales compostados tiende a

Concentración de microcontaminantes



aumentar la población total de microorganismos del suelo, correspondiendo los mayores aumentos a los microorganismos rizosféricos. Además de ello, la actividad enzimática del suelo es afectada positiva o negativamente. Por otra parte los lodos de depuradora contienen una gran cantidad de microorganismos patógenos procedentes en su casi totalidad de las aguas residuales de origen urbano. La cantidad de ellos presente depende del proceso seguido en la estación depuradora y de las condiciones sanitarias generales de la población. El proceso a seguir para su eliminación durante el tratamiento de aguas depende del uso que se vaya a hacer del lodo.

Los contenidos de microorganismos patógenos en los lodos residuales varía acusadamente, dependiendo del tipo de agua residual urbana, pero aún más del tipo de tratamiento a que haya sido sometido el lodo de depuración. En este sentido algunos tratamientos, como los de pasteurización y térmicos, reducen acusadamente los contenidos de ellos mientras que otros, como el compostaje y la digestión aeróbia lo hacen de forma muy notable, la posible entrada en organismos animales y ser humano de estos agentes patógenos depende de otros factores, se pueden señalar los siguientes:

a) Periodo de supervivencia del agente patógeno en suelo y planta, que depende del tipo de microorganismo patógeno, de las características del suelo (pH, contenido de materia orgánica y capacidad de retención del agua) y tipo de cultivo que se desarrolla

b) Condiciones climáticas

c) Existencia o no de huéspedes intermedios, en parásitos que precisen de éstos para completar su ciclo

d) Modo y frecuencia de aplicación de los lodos residuales

e) Naturaleza de la exposición del huésped animal o humano al suelo y cultivo contaminado.

4.2.5 Rendimientos de cosecha

(149) La respuesta de los cultivos al abonado con lodos residuales depende de diferentes factores, en muchos casos interdependientes entre sí: dosis y tipo de lodo aplicado, características del suelo, tipo de cultivo y condiciones ambientales. Por lo general, la aplicación de estos materiales tiende a aumentar apreciablemente, los rendimientos de cosecha. Este hecho ha sido, reiteradamente observado en diferentes estudios, tanto a nivel de campo e invernadero, y utilizando diferentes cultivos (cereales, forrajeros, hortícolas, frutales y forestales). También se

Factores de respuesta en cultivos



han apreciado respuestas negativas de cosecha, que en general, están motivadas por la aplicación al suelo de lodos escasamente digeridos, los cuales suelen inhibir la germinación, el crecimiento y desarrollo de la planta durante las primeras etapas del crecimiento o por la adición de lodos con elevados contenidos en sales y metales pesados.

(150) La aplicación de estos residuos debidamente tratados al sistema suelo-planta resulta ser la forma de eliminación más aconsejable puesto que permite aprovechar el potencial fertilizante que encierra su doble carga orgánica e inorgánica. En relación al efecto que ocasiona el aporte de los compost de lodos sobre los rendimientos de cosecha, por lo general el abonado con compost maduros provoca, tanto a nivel de campo como de invernadero, aumentos apreciables de los rendimientos de cosecha de diferentes cultivos.

(151) En todo caso, la respuesta de la cosecha vendrá condicionada por la fertilidad innata del suelo, de tal modo que los mayores aumentos corresponderán a los suelos de menor fertilidad. En relación a los fertilizantes químicos comerciales (NPK), los compost resultan menos eficaces con vistas a obtener una cosecha inmediata aunque también se han observado que la adición de elevadas dosis de estos materiales resultan más eficientes que dosis normales de estos fertilizantes minerales.

(152) Ocurre también un efecto debido a la aplicación de compost de lodos sobre la germinación de semillas y los primeros estadios de crecimiento de las plantas el cual dependerá fundamentalmente del grado de madurez del material y de la dosis de aplicación. Por lo general se observa un estímulo de la germinación de semillas cuando al suelo se adiciona compost maduro a una dosis entre 20 y 100 ton/ha.

(153) Una buena cubierta vegetal favorece la utilización de los lodos de depuradora compostados. Su principal ventaja reside en que es capaz de tomar el nitrógeno y otros nutrientes del suelo, evitando pérdidas por lixiviación y reduciendo los riesgos de contaminación de las aguas superficiales o subterráneas. No debe rebasarse durante la aplicación de lodos la cantidad de N que la cubierta vegetal es capaz de asimilar, a no ser que las condiciones del medio receptor aseguren la ausencia de peligro de contaminación de las aguas. Otras ventajas derivadas de la presencia de vegetación residen en su acción protectora frente a la erosión, en la reducción de la escorrentía y contaminantes transportados por ésta y en la mejora de las condiciones hídricas del suelo, estructura y actividad biológica. La presencia de una cubierta vegetal es generalmente favorable en las aplicaciones de lodos. Sin embargo, en suelos con capa vegetal, esta aplicación puede producir efectos no deseables para las plantas debido a la

Mejor rendimiento en cosechas

Fertilidad del suelo

Germinación de semillas

Ventajas en cubiertas vegetales



posible presencia de elementos fitotóxicos, exceso de nutrientes o posible presencia de microorganismos patógenos, con la probabilidad de incidir negativamente en la cadena trófica.

(154) Un aspecto importante en toda aplicación de lodos compostados reside en su compatibilidad con los usos actuales y futuros del suelo. Los lodos compostados se consideran como un recurso útil para mejorar las características del suelo y la productividad de los cultivos. De esta manera, la utilización de los lodos compostados es posible, con ciertas restricciones, en los siguientes tipos de cultivos:

a) Forestales: la aplicación de lodos compostados a suelos forestales puede mejorar su productividad. Por lo general, estos suelos presentan buenas condiciones de infiltración y drenaje lo cual reduce la escorrentía y el encharcamiento. También poseen una apreciable cantidad de compuestos orgánicos humificados lo cual favorece la inmovilización de los metales pesados procedentes de los lodos así como un sistema perenne de raíces que permite rotaciones de aplicación anual en climas suaves. Por otra parte los productos forestales no tienen gran incidencia sobre la cadena trófica, por lo que no habrá que temer los efectos de los metales pesados, únicamente a nivel de fitotoxicidad. En consecuencia, es posible aplicar elevadas dosis de lodos, siempre que se corrija la falta de potasio. El principal problema de la aplicación de lodos compostados en suelos forestales consiste en la posible contaminación de los aportes de agua ya que normalmente estas zonas son lugares de captación y recarga de acuíferos, con importantes redes de drenaje. La contaminación por nitratos se evita limitando la dosis de aplicación del lodo a las necesidades de las especies forestales, cuando se emplean fertilizantes o afines previamente a la aplicación de lodos, deberá estimarse la carga conjunta de nutrientes. Conviene tener presente que las zonas forestales son a menudo abruptas y de difícil acceso, lo cual restringe el éxito económico de este tipo de uso.

b) Praderas: existen riesgos ligados a la presencia potencial de gérmenes patógenos que pueden ser ingeridos por el ganado, por lo que es necesario respetar el plazo de tiempo entre la aplicación del lodo y la entrada del ganado a pastar. El problema se reduce si las praderas son explotadas para la recolección del pasto.

c) Cultivos hortícolas y frutales: a excepción de árboles frutales, existe la posibilidad de que los metales pesados y posibles compuestos tóxicos pasen a la parte comestible de los productos, contaminando la cadena trófica. También existe el riesgo potencial de ingestión de gérmenes patógenos por el consumo de vegetales crudos.

Compatibilidad lodo-suelo

Aplicación forestal

Aplicación en praderas

Aplicación en cultivos hortícolas y frutales



d) Cereales: este cultivo es considerado favorable debido a que los metales pesados tienden a concentrarse en las partes no comestibles. La posible utilización de la paja para alimentación de ganado, obliga a un control de la calidad del forraje.

(155) La siguiente Figura 11 describe la biogeneración de suelos mediante la aplicación de compost.

Fig. 11: Etapas en la bioregeneración de suelos degradados mediante la aplicación

de compost de lodos de ARU depuradas64

4.2.6 Usos medioambientales de los lodos compostados

(156) La conservación del suelo como recurso natural constituye en la actualidad uno de los grandes problemas medioambientales a los que se enfrenta la humanidad; resulta por tanto indispensable luchar contra su degradación y contaminación. La degradación de un suelo supone ante todo una disminución de su capacidad productiva, debido a ciertos cambios en sus propiedades físico-químicas y biológicas que conducen a la pérdida o disminución de su calidad.

(157) La utilización cada vez más intensiva del suelo, el empleo de prácticas inadecuadas de cultivo, el uso de grandes cantidades de fertilizantes minerales químicos y otras prácticas para mantener los niveles de productividad, han provocado una disminución del contenido de materia orgánica del mismo. La 64 Fuente: Clapp et al. (1986).

Aplicación en cultivos de cereales

Degradación de suelos

Pérdida de fertilidad del suelo



estrecha relación existente entre el contenido de materia orgánica de un suelo y su fertilidad es un hecho ampliamente constatado y aceptado universalmente, por lo que una de las vías más importantes de regeneración de suelos consiste en la incorporación al mismo de materia orgánica con objeto de restablecer sus propiedades por medio de todas las acciones directas o indirectas que ella ejerce.

(158) El uso de lodos residuales sin haber pasado por un adecuado tratamiento de estabilización trae consigo algunos problemas, es así que debe considerarse que los lodos resultantes del proceso de depuración de ARU, poseen una fracción orgánica que puede considerarse "joven", en particular cuando se trata del producto fresco. Esta materia orgánica será muy propensa a perderse por mineralización en el suelo, además de no crear una fuente estable de carbono (humificada). Sin embargo, si los lodos se emplean después de someterlos a un proceso de compostaje, la materia orgánica adicionada será más estable y se conservará más tiempo en el suelo; además, el compost resultante será más bioactivo que otras fuentes tradicionales como la turba y materiales similares. No obstante, es de suponer que el compost de lodos no ofrecerá una mejoría sobre la actividad microbiana del suelo tan importante como el producto fresco, ya que el proceso de compostaje eliminará en parte las fuentes primarias de energía para los microorganismos. A pesar de esto, el efecto sobre algunos parámetros de calidad del suelo puede llegar a ser muy importante para los aspectos físicos del suelo (densidad aparente, porosidad, capacidad de retención hídrica, estabilidad de agregados, etc.) además de los aspectos de fertilidad.

(159) Es por las razones citadas que los compost de lodos de depuradora compostados son considerados por algunos autores como “bioenmendantes orgánicos”65, y además de su reutilización en agricultura y silvicultura, pueden utilizarse en la recuperación de áreas degradadas como ser escombreras de minas (desmontes); bancos de extracción de áridos, canteras, taludes, terrenos calcinados o áreas degradadas por la actividad humana que necesiten de la restitución de su productividad y el paisaje puesto que a menudo estas zonas ocasionan daños al medio ambiente circundante por la escorrentía derivada de elevados grados de erosión, deficiencia en nutrientes o niveles tóxicos en metales pesados. La dosis de lodo aplicado en tales áreas puede ser muy elevada (por encima de 100 ton/ha o mayor) en peso seco, lo que asegura un contenido en materia orgánica adecuado que permita el

65 Fuente: García et al. (1994)

Importancia del compostaje para la estabilidad

Es importante compostar al lodo para que no pierda sus propiedades nutritivas rápidamente y se conserve estable.

El compost nutre suelos pobres en materia ogánica.



desarrollo de vegetación hasta que pueda establecerse un ecosistema autosuficiente (ver Fig. 10). Una vez sembrado con la especie elegida no es necesaria una aplicación posterior.

(160) La configuración del paisaje condiciona el movimiento de las aguas superficiales y subterráneas. El relieve afecta de un modo importante al agua disponible, a la amplitud del contacto entre los constituyentes del lodo y las partículas del suelo y a la proporción e intensidad de la escorrentía del lugar. Las limitaciones impuestas por las pendientes a la aplicación de lodos compostados pueden variar con las características del medio, tipo de aplicación y métodos de tratamiento. Aunque no existen regulaciones relacionadas con las pendientes se pueden seguir los valores siguientes: en campos de cultivo las pendientes deberían estar limitadas al 4%, en los campos con praderas no superar el 8% y en zonas forestales limitarlas al 14%. También existen casos en los que una pendiente del 16% puede ser empleada con seguridad y en casos en los que las aguas superficiales no corren riesgos de contaminación se puede aceptar hasta del 30%. La longitud de la pendiente no deberá exceder de unos 100 m y deberá ir acompañado de un estudio de las zonas vecinas, con el fin de establecer los patrones de drenaje y áreas de recarga.

(161) No son favorables las aplicaciones de lodos compostados donde el lecho subyacente esté formado por rocas fracturadas, calizas o yesos con fenómenos de karstificación, ya que pueden favorecer vías rápidas para el transporte de contaminantes a acuíferos próximos. Zonas con riesgos geológicos elevados (desprendimientos, colapsos, deslizamientos, etc.) podrían no ser favorables para la aplicación de lodos. La pedregosidad y la presencia de afloramientos rocosos son factores limitantes ya que dificultan el empleo de maquinaria; la aplicación de lodos no es propicia en terrenos donde las piedras los cubren en un 15% o más o en las que los afloramientos están separados menos de 3,5 m y cubren del 50 al 90 % del área total.

(162) Se consideran zonas no propicias a la aplicación de lodos compostados las que presenten las siguientes características: zonas permeables en superficie por porosidad, fundamentalmente los aluviales de los ríos; zonas permeables en superficie por fisuración, ubicadas sobre rocas calizas o porosas; zonas próximas a la captaciones de agua para abastecimiento bien sean superficiales o subterráneas, como sondeos, pozos, manantiales o embalses y aunque en superficie sean poco o nada permeables; zonas permeables por porosidad y con una profundidad del agua inferior a 20 m; zonas de granitos y pizarras con baja permeabilidad y acuíferos locales.

Uso de compost en terrenos con pendiente

Uso de compost en terrenos rocosos

Uso de compost en diferentes zonas



(163) La aplicación de los lodos compostados deberá realizarse de forma que se incluyan zonas de seguridad hidrológica que posibiliten el aislamiento y la reducción del impacto potencial de contaminación sobre áreas próximas o aportes de agua potable superficial o subterránea. Las distancias de seguridad son de 300 m hasta aportes o pozos de agua potable, zonas de recarga, corrientes secas, charcas, lagos, embalses, corrientes de agua, manantiales, zonas deprimidas inundadas estacionalmente, etc, y de 500m hasta llanuras aluviales.

(164) Los suelos con una capacidad de uso muy elevada o elevada, pueden ser considerados no favorables para una utilización de lodos compostados debido a que no se aportarían mejoras sustanciales al suelo y, por el contrario, podrían introducir algunos riesgos adicionales. Los criterios que diferencian las clases son las limitaciones propias del suelo, del clima con relación al uso y de la explotación y productividad del suelo.

(165) Las prácticas de control de la escorrentía y erosión constituyen un aspecto importante, para evitar que los constituyentes de los lodos entren en contacto con las aguas superficiales, lo cual resulta particularmente importante en las prácticas agrícolas donde se pueden establecer cada año nuevos cultivos con nuevos sistemas de raíces. La erosión puede ser un factor limitante en las aplicaciones de lodos compostados, basándose su estudio en la estimación de las pérdidas de suelo que tienen lugar bajo distintas condiciones de clima, terreno, relieve y cultivo, causadas por procesos de erosión hídrica de tipo laminar y en surcos.

(166) La proximidad de espacios urbanos o de zonas de interés social o cultural, limitan las aplicaciones de lodos compostados. Una zona de seguridad entre el área de aplicación y estos lugares, resulta aconsejable para disminuir los riesgos y favorecer la aceptación social del programa de aplicación de lodos compostados. Algunas de las distancias de seguridad propuestas son: 300 m hasta núcleos habitados, zonas de interés social, áreas residenciales e industriales, de interés turístico, agrícolas (invernaderos, viveros) y 10 m hasta caminos libres.

Zonas de seguridad

Suelos sobreutilizados

Lodos y erosión

Lodos y urbanismo



! 4. La mejor opción en la reutilización de lodos es su aplicación en suelos agrícolas

a través de su transformación en compost. El compost cumple las funciones de proveer materia orgánica estable y mejorar la estructura, porosidad y capacidad de retención de agua y aire del suelo haciéndola más esponjosa, así mismo, los macro y micronutrientes ayudan al crecimiento vegetal dando lugar a un aumento en el rendimiento de cultivos.

? 21. ¿Qué es el compostaje? 22. ¿Qué ventajas trae consigo utilizar lodos compostados en vez de aplicar lodos

directamente? 23. ¿Cuándo debemos usar compost en nuestros suelos? 24. ¿Cómo influye en el rendimiento de las cosechas la utilización de compost?

Explique. 25. ¿Que precauciones debemos tomar acerca del compost? 26. ¿Porqué es importante la relación C/N?¿Cómo aumentamos o reducimos

prácticamente esta relación?

15. Describa Ud. en que tipo de suelos podemos usar compost y en que tipos no podemos hacerlo.

16. Investigue a través de que parámetros puede evaluar si su suelo esta degradado o no.

17. ¿En caso de tener una planta de tratamiento de lodos, cuáles cree Ud. serían los inconvenientes técnico- sociales para promover al compost como producto nutriente en los campos agrícolas de su región?

4. Debemos tener especial cuidado con el lodo debido a la tendencia de concentrar trazas de metales pesados y compuestos orgánicos suscitando problemas tanto para el medio ambiente como para la salud pública.

5. Construir las plantas de tratamiento en las proximidades de los terrenos de mayor extensión y necesidad agrícola para evitar gastos de transporte.



5. DISPOSICIÓN DE LODOS EN RELLENOS SANITARIOS Y LAGUNAS

5.1 Aspectos generales

(167) Existen otras opciones para la disposición final del lodo y los sólidos que no se emplean para usos benéficos, entre las que se incluyen el lagunaje y el transporte a relleno sanitarios; a continuación se discuten brevemente estos métodos. Al igual que en el caso de la aplicación del lodo al suelo, las normas que controlan la disposición del lodo son cada día más estrictas, y precisan ser observadas y repasadas a la hora de proyectar instalaciones de disposición de lodo.

5.2 Rellenos sanitarios

(168) Si se dispone de un emplazamiento adecuado, la disposición de lodos, grasas, arenas, y otros sólidos, se puede realizar en un relleno sanitario controlado. En un relleno sanitario el lodo es confinado en celdas previamente impermeabilizadas y recubierto con tierra. La ausencia de oxígeno lleva a la biodegradación anaeróbia, lo que implica menor velocidad de degradación de la materia orgánica y producción de metano. El requerimiento de área para los rellenos sanitarios es grande. Por ejemplo, una ciudad que genera 25 ton/día de lodo en base seca (300.000 - 500.000 habitantes) necesitará de 2 a 20 ha/año para disponer su lodo dependiendo de la tecnología de relleno utilizada.

(169) En función de las normativas, puede ser necesario estabilizar el lodo antes de su aplicación. Para reducir el volumen a transportar, y para controlar la generación de lixiviados en el relleno sanitario puede ser necesario deshidratar el lodo. En muchos casos, la concentración de sólidos es un factor importante en la determinación de la aptitud para la disposición en relleno sanitarios.

(170) El sistema de disposición resulta más adecuado en los casos en los que también se aprovecha la disposición de los restantes sólidos de la comunidad. En un relleno sanitario controlado, los sólidos se depositan en una zona determinada, se compactan in situ mediante un tractor o un rodillo, y se cubren con una capa de 30 cm de suelo limpio. Las condiciones desagradables, tales como olores y moscas, pueden minimizar cubriendo diariamente los sólidos depositados. En algunos relleno sanitarios, como material de recubrimiento se ha utilizado lodo compostado y lodo tratado químicamente. El lodo compostado también sirve para reducir los olores que puede generar la

Lodos y urbanismo

Cap. 5. DISPOSICIÓN DE LODOS EN RELLENOS SANITARIOS Y LAGUNAS


disposición de residuos sólidos urbanos. En aplicaciones del lodo como material de relleno, las normativas pueden obligar al control de vectores mediante el recubrimiento diario (o con mayor frecuencia), y pueden incluir limitaciones sobre la generación de metano.

(171) Durante su funcionamiento, el relleno debe tener un programa de monitoreo ambiental, que debe proseguir, inclusive, después del cierre del relleno. El área después del cierre puede ser utilizada para varias finalidades como parques, campos de tenis, áreas de diversión, etc.

(172) Los contaminantes que limitan la aplicación en relleno sanitario se indican en la Tabla 28 comparadas con otras alternativas de disposición final.

(173) El emplazamiento para la disposición del lodo se debe prestar atención a aspectos tales como:

1. zonas ambientalmente sensibles, tales como terrenos pantanosos, llanuras de inundación, zonas de recarga de acuíferos, y el hábitat de especies en extinción;

2. control de la escorrentía de aguas superficiales;

3. protección de las aguas subterráneas;

4. contaminación atmosférica debida al polvo, materia particulada y olores;

5. vectores transportadores de enfermedades, y

6. aspectos de seguridad relacionados con la presencia de materiales tóxicos, incendios y accesos. Los camiones que transportan el lodo húmedo y arena deben ser capaces de acceder al emplazamiento sin circular por zonas de población densa o de actividad industrial.

(174) Después de varios años, los residuos se descomponen y compactan, el emplazamiento se puede utilizar para usos recreativos y otros usos para los que la subsidencia gradual no represente un inconveniente.



Tipo de disposición o reutilización Contaminante Aplicación al

suelo Relleno sanitario

Disposición en superficie Incineración

Aldrina Arsénico Benceno Benzopireno Berilio Bi(2-exietil)ftalato Cadmio Clordano Cromo Cobre DDD/DDT/DDE Dieldrina Dimetil nitrosamina Heptacloro Hexaclorobenceno Hexaclorobutadieno Plomo Lindano Mercurio Molibdeno Níquel PCB Selenio Toxafeno Tricloroetileno Hidrocarburos totales

X X

X

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

X X X

X X X

X X

X

X X X

X X

X X

X X X

X X X

X X

X

X X X

X X

X X

X

X

X

X

X

X

X Tabla 28: Contaminantes del lodo de agua residual sometidos a limitaciones.66

5.3 Lagunaje

(175) El uso de técnicas de lagunaje es otro método de común para la disposición del lodo, ya que es una opción sencilla y económica en caso de que la planta de tratamiento se halle en una zona remota. Una laguna es un estanque excavado en el terreno en el que se descarga lodo crudo o digerido. En estanques de lodo crudo, los sólidos orgánicos se estabilizan mediante procesos de descomposición aeróbia y anaeróbia, lo cual puede dar lugar a la generación de olores desagradables. Los sólidos estabilizados sedimentan en el fondo de la laguna, donde se acumulan. El exceso de líquido de las lagunas, en caso de que

66 Metcalf & Heddy Inc. 1995

Cap. 5. DISPOSICIÓN DE LODOS EN RELLENOS SANITARIOS Y LAGUNAS


exista, se devuelve a la planta de tratamiento. Las lagunas se deben situar lejos de autopistas y urbanizaciones con objeto de minimizar las condiciones desagradables, y deben estar cercadas para impedir el acceso a personas no autorizadas. Si la limpieza se pretende llevar a cabo por rascado, las lagunas deben ser relativamente profundas (1 a 1,5 m). Si la laguna sólo se utiliza con lodo digerido, las condiciones desagradables citadas no deben presentar problemas. Se debe estudiar la posibilidad de drenaje subsuperficial y la existencia de percolación para determinar los posibles efectos sobre las aguas subterráneas. Si se dan problemas de percolación excesiva, o si las normativas exigen el control de lixiviados, puede ser necesario tener que impermeabilizar la laguna. El lodo depositado en lagunas puede almacenarse durante un tiempo indefinido, o se puede extraer periódicamente después del drenaje y secado.

(176) En Bolivia no existe una norma que regule el tema de reutilización de aguas residuales y el manejo y disposición de lodos provenientes de plantas de tratamiento de agua potable o alcantarillado sanitario.

(177) La Norma Peruana especifica los siguientes aspectos para lagunas de lodos que pueden emplearse como digestores o para almacenamiento de lodos digeridos:

a) Profundidad comprendida entre 3 y 5 m

b) Superficie se determinará con el uso de una carga superficial entre 0,1 y 0,25 kg SSV / m3 d.

c) Los parámetros de dimensionamiento de una laguna de digestión de lodos son los de digestores de baja carga.

d) Los diques y fondos de estas lagunas tendrán preferiblemente recubrimiento impermeabilizante

e) Los taludes de los diques pueden ser más inclinados que los de lagunas de estabilización

f) Se deben incluir dispositivos para la remoción de lodo digerido en el fondo y de sobrenadante, en por lo menos tres niveles superiores

g) Deberán incluir dispositivos de limpieza y facilidades de circulación de vehículos, rampas de acceso, etc.



! 5. Tanto el relleno sanitario como el lagunaje son otras alternativas para la

disposición final de lodos depurados; se encuentran restringidos bajo ciertas normas de calidad propias de un país en las que se tiene especial cuidado en su calidad y el lugar donde se practica.

? 27. ¿De que se trata la disposición de lodos depurados en un relleno sanitario?¿Cuáles considera Ud. sus ventajas?¿Cuáles sus desventajas?

28. ¿De que se trata el lagunaje? ¿Cuáles sus ventajas?¿Cuáles sus desventajas?

18. ¿Conoce Ud. algún relleno sanitario de basura?¿Cree Ud. que se podrían mezclar los lodos residuales con la basura residual?¿Porqué?¿Bajo que condiciones?

19. ¿Aconsejaría Ud. otra manera de disponer los lodos en los rellenos sanitarios? 20. ¿Dada su experiencia y conocimiento que otras alternativas Ud. puede sugerir

para la disposición final de los lodos depurados?

6. Es muy importante la ubicación y el tipo de terreno para la disposición de lodos en rellenos sanitarios, la topografía apropiada del lugar es determinante, no podríamos colocar un relleno sanitario o laguna dentro las proximidades de un centro urbano debido a los malos olores o gases que emanan en la digestión anaróbia, etc.

7. Otro problema asociado que se puede presentar en relación con el relleno de terrenos es el incremento de lixiviados, los rellenos con desechos municipales y sus compartimentos de lodos alternos deben construirse con recubrimientos especiales y sistemas colectores de lixiviados.

Cap. 6. CONSIDERACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS Y LODOS RESIDUALES


6. CONSIDERACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS Y LODOS RESIDUALES

(178) La cantidad y complejidad de las variables concurrentes en cualquier proyecto de reutilización de ARU depuradas y lodos residuales hace complejo, el establecer criterios con carácter previo y universal. Variables como el tipo de práctica de reutilización, dotaciones de agua a aplicar, dosis de lodo, tipo de suelo o de cultivos, sistemas de riego, climatología, aspectos socio-económicos, culturales, etc, influyen de forma sustancial en el impacto final que la reutilización puede ocasionar al medio ambiente o a la salud humana. A continuación se exponen una relación de las principales consideraciones, conclusiones y recomendaciones que deben tenerse en cuenta para la elaboración de proyectos de reutilización de ARU depuradas y de lodos de depuración.

a) Las ARU depuradas y los lodos de depuración son un valioso recurso que debería emplearse siempre que fuera posible con las debidas medidas de protección sanitaria. Las ventajas de tal uso incluyen la consiguiente reducción de la contaminación ambiental, así como el incremento de la producción agrícola, pecuaria y forestal. Donde sea factible, el reaprovechamiento de aguas y lodos residuales con estos fines debe ser el método preferente de evacuación y debe ser parte integrante de la planificación del empleo de los recursos naturales.

b) Para el aprovechamiento de las aguas y lodos residuales se debe proteger la salud y el medio ambiente con un conjunto integrado de medidas de tratamiento y técnicas apropiadas de utilización de las mismas, restricción de cultivos y control de la exposición humana. La óptima combinación de medidas dependerá de las condiciones locales y de los grupos específicos de personas que se deban proteger.

c) Se deben adoptar normas de calidad para la reutilización de ARU depuradas y lodos de depuración de acuerdo a los valores recomendados en directrices de los organismos internacionales especializados. Con esta información epidemiológica se deben adoptar medidas más racionales para un uso con mínimo riesgo.

d) El uso de aguas y lodos residuales en estado bruto o deficientemente tratados e insuficientemente protegidos para la salud humana no deben tolerarse, sin embargo las autoridades deben promulgar normas y reglamentos capaces de ser cumplidos en la práctica. Se recomiendan medidas

Son varios los factores que determinan la existencia de una planta de tratamiento, no sólo de orden económico.

Sobre la protección a la salud y ambiente

Sobre la adopción de normas

Sobre el tratamiento deficiente

Sobre las ventajas de su implementación



factibles que son posibles tomar como paso inicial de un proceso gradual de mejora para la protección de la salud y el medio ambiente.

e) Al seleccionar técnicas de tratamiento de aguas residuales para planes de reutilización, la consideración debe ser su capacidad de eliminar constantemente los microorganismos patógenos y mejorar la operación y manejo de los sistemas convencionales para que sean más seguros en ese sentido.

f) Es preciso vigilar los riesgos sanitarios que presentan las sustancias químicas tóxicas cuando las ARU y los lodos derivan de efluentes con componente industrial.

g) Para poder aplicar efectivamente las medidas de protección de la salud y el medio ambiente en relación con el aprovechamiento de aguas y lodos residuales se necesita la participación y cooperación de todas las entidades gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con el tema, cuyas actividades es preciso coordinar estableciendo una adecuada colaboración interinstitucional para atender las necesidades de extensión e investigación.

h) Dada la diversidad y heterogeneidad de criterios y normas establecidas por diversos países y organizaciones internacionales sobre la reutilización de agua y lodos residuales la Organización Mundial de la Salud debe divulgar sus estudios y comprobaciones para ayudar a los Estados miembros a planificar y ejecutar programas de reutilización de aguas y lodos residuales así como a establecer medidas legislativas apropiadas, instituciones y programas de capacitación con el fin de garantizar la protección de la salud al ejecutar esos programas.

i) Para la implantación de un proyecto de reutilización de ARU deben definirse claramente los niveles de calidad adecuados para cada uno de los posibles usos que se piense dar al agua y el establecimiento de los procesos de tratamiento y los límites de calidad de efluente recomendados para cada uno de los usos previstos. La implementación de estos dos aspectos técnicos constituye la clave de todo programa de reutilización, debido a la dificultad de establecer una relación causal entre la calidad del agua y los posibles efectos para la salud y el medio ambiente.

j) Finalmente debe considerarse que el reaprovechamiento de aguas residuales requiere su transporte desde la planta de tratamiento hasta el lugar de utilización, su almacenamiento o regulación para adecuar el caudal suministrado por la planta a los caudales consumidos, y la definición de unas normas de utilización tanto de las ARU depuradas como de los lodos

Sobre la capacidad de eliminación de patógenos

Sobre la vigilancia de tóxicos

Sobre la participación de instituciones

Sobre la divulgación de estudios de la OMS

Sobre los niveles de calidad

Sobre el transporte

Cap. 6. CONSIDERACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE PROYECTOS DE REUTILIZACIÓN DE ARU DEPURADAS Y LODOS RESIDUALES


residuales que permitan minimizar los posibles riesgos directos o indirectos para el medio ambiente, las personas que la utilizan, la población circundante al lugar de uso y los consumidores de cualquier producto cultivado con el agua depurada o los lodos tratados. Estos elementos técnicos constituyen el núcleo central de un programa de reutilización planificada de agua residual.

! 6. Son varias las consideraciones sociales, económicas, culturales, geográficas, hídricas y por supuesto técnicas que determinan la puesta en marcha de un proyecto de reutilización de efluentes líquidos y sólidos depurados.

? 29. ¿Qué consideraciones básicas se deben tomar para las elaboración de un proyecto de reutilización de agua residuales y lodos? Explique sus posiciones.

21. ¿Qué otras consideraciones cree Ud. que se pueden tomar a la hora de proyectar la reutilización de aguas y lodos provenientes de una planta de tratamiento? Elabore una lista y discuta con sus compañeros.

8. Recordemos que nuestro objetivo principal es el mejoramiento de la salud y bienestar de las poblaciones rurales y diferentes regiones del país; un proyecto de agua potable y alcantarillado debe tener además un sistema de tratamiento de vertidos contaminados y un plan de gestión ambiental entorno a la reutilización o reciclaje del agua y de los lodos depurados.

* * *



ANEXOS ANEXOS

ANEXO 1


Anexo 1: Formato para la Planificación de Módulos (FPM)

Área: Operaciones Técnicas Código: 2 Programa: Tratar y disponer aguas residuales cumpliendo

normas establecidas. Código:

2.4

Objetivo del Programa: Reutilizar de aguas residuales y lodos

Módulo: Reutilización de aguas residuales y lodos

Código: 2.4.3

Requi-sitos:

Ing. Sanitarios y otros profesionales que intervienen en el diseño y operación de sistemas de reutilización de aguas residuales y lodos

Objetivo terminal

del Mód.:

Los/las participantes: Conocen la tecnología relacionada con la reutilización de aguas residuales y lodos

Tiempo total [hr:min reloj]: 35:00

UNIDADES TEMÁTICAS

Cód

. Objetivo parcial

Los/las participantes Tema y contenidos Prerrequisitos Bibliografía

recomendada Tiempo[hr:min reloj]

2.4.

3.1 Conocen los

sistemas de depuración previos a la reutilización de aguas residuales

Nociones sobre sistemas de depuración previos a la reutilización de aguas residuales 1. Depuración del agua residual urbana 2. Sistemas de depuración convencionales

• Conceptos de hidráulica, química y microbiología

• Metcalf & Eddy • Tchobanoglous • Fair, Geyer and

Okun

06:00

2.4.

3.2 Conocen los

procesos de reutilización de aguas residuales para ser reutilizadas

Reutilización de aguas residuales depuradas 1 Aspectos sanitarios 2 Experiencias de reutilización de ARU

depuradas 3 Aptitud para riego agrícola 4 Recuperación de suelos salinos 5 Reutilización en acuicultura 6 Reutilización industrial 7 Reutilización municipal 8 Riesgos asociados con la reutilización de

ARU brutas



Okun

07:00

2.4.

3.3 Conocen las

características y el tratamiento de los lodos residuales urbanos.

Lodos residuales urbanos 1 Tratamiento de lodos residuales urbanos 2 Tipos de lodos generados en el

tratamiento de aguas residuales



Okun

06:00

2.4.

3.4 Conocen los

procesos de reutilización de lodos residuales

Reutilización de lodos residuales 1 Compostaje de lodos residuales 2 Aspectos a considerar para la

reutilización de lodos.



Okun

08:00

2.4.

3.5 Conocen

recomendaciones para la disposición de lodos en rellenos sanitarios y lagunas.

Disposición de lodos en rellenos sanitarios y lagunas 1 Aspectos generales 2 Rellenos Sanitarios 3 Lagunaje



Okun

04:00

2.4.

3.6 Conocen

recomendaciones para la elaboración de proyectos de reutilización de aguas residuales y lodos

Consideraciones para la elaboración de proyectos de reutilización de ARU depuradas y lodos residuales



Okun

04:00



Anexo 2: Glosario

Notas:

• Los términos en este glosario están definidos para fines del presente Módulo y de acuerdo a la realidad en las EPSAs, o sea que las definiciones no necesariamente son aplicables tal cual a otros ámbitos. Se ha tratado de lograr un juego lógico de definiciones sin contradicciones entre ellas, combinando diferentes definiciones halladas en la literatura existente67 con formulaciones propias.

• La flecha → señala otros términos que también son explicados en este glosario. En el caso que un mismo término a referenciar aparezca varias veces en una definición, la flecha se usa solamente la primera vez.

Adsorción Fenómeno fisicoquímico que consiste en la fijación de sustancias

gaseosas, líquidas o moléculas libres disueltas en la superficie de un sólido.

Absorción Fijación y concentración selectiva de sólidos disueltos en el interior de

un material sólido, por difusión. Acidez La capacidad de una solución acuosa para reaccionar con los iones

hidroxilo hasta un pH de neutralización. Acuífero Formación geológica de material poroso capaz de almacenar una

apreciable cantidad de agua. Aeración Proceso de transferencia de oxígeno del aire al agua por medios

naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitación mecánica o difusión de aire comprimido).

Aireación mecánica

Introducción de oxígeno del aire en un líquido por acción de un agitador mecánico.

Aireación prolongada

Una modificación del tratamiento con lodos activados que facilita, la mineralización del lodo en el tanque de aeración.

Adensador Tratamiento para remover líquido de los Iodos y reducir su volumen. Afluente Agua u otro líquido que ingresa a un reservorio, planta de tratamiento

o proceso de tratamiento. Agua residual Agua que ha sido usada por una comunidad o industria y que

contiene material orgánico o inorgánico disuelto o en suspensión. Agua residual doméstica

Agua de origen doméstico, comercial e institucional que contiene desechos fisiológicos y otros provenientes del uso humano

Agua residual municipal

Son aguas residuales domésticas. Se puede incluir bajo esta definición a la mezcla de aguas residuales domésticas con aguas de drenaje pluvial o con aguas residuales de origen industria siempre que estas cumplan con los requisitos para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado de tipo combinado.

67 Ver bibliografía en el Anexo siguiente.

ANEXO 2


Anaeróbio Condición en la cual no hay presencia de aire u oxígeno libre. Análisis El examen de una sustancia para identificar sus componentes. Aplicación en el terreno

Aplicación de agua residual o Iodos parcialmente tratados, bajo condiciones controladas, en el terreno.

Bacterias Grupo de organismos microscópicos unicelulares, con cromosoma

bacteriano único, división binaria y que intervienen en los procesos de estabilización de la materia orgánica.

Bases de diseño

Conjunto de datos para las condiciones finales e intermedias del diseño que sirven para el dimensionamiento de los procesos de tratamiento. Los datos generalmente incluyen: poblaciones, caudales, concentraciones y aportes per cápita de las aguas residuales. Los parámetros que usualmente determinan las bases del diseño son: DBO, sólidos en suspensión, coliformes fecales y nutrientes.

Biodegradación Transformación de la materia orgánica en compuestos menos

complejos, por acción de microorganismos. Biopelícula Película biológica adherida a un medio sólido y que lleva a cabo la

degradación de la materia orgánica. By-pass Conjunto de elementos utilizados para desviar el agua residual de un

proceso o planta de tratamiento en condiciones de emergencia, de mantenimiento o de operación.

Cámara de contacto

Tanque alargado en el que el agua residual tratada entra en contacto con el agente desinfectante.

Carbón activado

Gránulos carbonáceos que poseen una alta capacidad de remoción selectiva de compuestos solubles, por adsorción.

Carga de diseño

Relación entre caudal y concentración de un parámetro específico que se usa para dimensionar un proceso del tratamiento.

Carga superficial

Caudal o masa de un parámetro por unidad de área que se usa para dimensionar un proceso de tratamiento.

Caudal pico Caudal máximo en un intervalo dado. Caudal horario Caudal a la hora de máxima descarga. Caudal medio Promedio de los caudales diarios en un período determinado. Certificación Programa de la entidad de control para acreditar la capacidad de

personal de operación y mantenimiento de una planta de tratamiento. Clarificación Proceso de sedimentación para retirar los sólidos sedimentarles del

agua residual. Cloración Aplicación de cloro o compuestos de cloro al agua residual para

desinfección y en algunos casos para oxidación química o control de olores.



Coagulación Aglomeración de partículas coloidales (< 0,001 mm) y dispersas (0,001 a 0,01 mm) en coágulos visibles, por adición de un coagulante.

Coagulante Electrolito simple, usualmente sal inorgánica, que contiene un catión

multivalente de hierro, aluminio o calcio. Se usa para desestabilizar las partículas coloidales favoreciendo su aglomeración.

Coliformes Bacterias Gram negativas no esporuladas de forma alargada capaces

de fermentar lactosa con producción de gas a 35 ± 0,5ºC (coliformes totales). Aquellas que tienen las mismas propiedades a 44,5 ± 0,2ºC. en 24 horas, se denominan conformes fecales (ahora también denominados conformes termotolerantes).

Compensación Proceso por el cual se almacena agua residual y se amortigua las

variaciones extremas de descarga homogenizándose su calidad y evitándose caudales pico.

Criterios de diseño

Guías de ingeniería que especifican objetivos, resultados o límites que deben cumplirse en el diseño de un proceso, estructura o componente de un sistema.

Cuneta de coronación

Canal abierto, generalmente revestido, que se localiza en una planta de tratamiento con el fin de recolectar y desviar las aguas pluviales.

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)

Cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos para la estabilización de la materia orgánica bajo condiciones de tiempo y temperatura específicos (generalmente durante 5 días y a 20ºC).

Demanda química de oxígeno (DQO)

Medida de la cantidad de oxígeno requerido para la oxidación química de la materia orgánica del agua residual usando como oxidante sales inorgánicas de permanganato o dicromato de potasio.

Densidad de energía

Relación de la potencia instalada de un aireador y el volumen, en un tanque de aeración, laguna aireada o digestor aerobio.

Tratamiento de aguas residuales

Purificación o remoción de sustancias objetabas de las aguas residuales se aplica exclusivamente a procesos de tratamiento de líquidos.

Derrame accidental

Descarga directa o indirecta no planificada de un líquido que contiene sustancias indeseables que causan notorios efectos adversos en la calidad del cuerpo receptor. Esta descarga puede ser resultado de un accidente, efecto natural u operación inapropiada.

Desarenadores Cámara diseñada para reducir la velocidad del agua residual y

permitir la remoción de sólidos minerales (arena y otros), por sedimentación.

Descarga controlada

Regulación de la descarga del agua residual cruda para eliminar las variaciones extremas de caudal y calidad.

Desecho ácido Descarga que contiene una apreciable cantidad de acidez y pH bajo. Desecho peligroso

Desecho que tiene una o más de las siguientes características: corrosivo, reactivo, explosivo, tóxico, inflamable o infeccioso.

ANEXO 2


Desecho industrial

Desecho originado en la manufactura de un producto específico.

Deshidratación de Iodos

Proceso de remoción del agua contenida en los lodos.

Desinfección La destrucción de microorganismos presentes en las aguas

residuales mediante el uso de un agente desinfectante. Difusor Placa porosa, tubo u otro artefacto, a través de la cual se inyecta aire

comprimido u otros gases en burbujas, a la masa líquida. Digestión Descomposición biológica de la materia orgánica del lodo que

produce una mineralización, licuefacción y dosificación parcial. Digestión aeróbia

Descomposición biológica de la materia orgánica del lodo, en presencia de oxígeno.

Digestión anaeróbia

Descomposición biológica de la materia orgánica del lodo, en ausencia de oxígeno.

Disposición final

Disposición del efluente o del lodo tratado de una planta de tratamiento.

Distribuidor rotativo

Dispositivo móvil que gira alrededor de un eje central y está compuesto por brazos horizontales con orificios que descargan el agua residual sobre un filtro biológico. La acción de descarga de los orificios produce el movimiento rotativo.

Edad del lodo Parámetro de diseño y operación propio de los procesos de iodos

activados que resulta de la relación de la masa de sólidos volátiles presentes en el tanque de aireación dividido por la masa de sólidos volátiles removidos del sistema por día. El parámetro se expresa en días.

Laguna aireada Estanque para el tratamiento de aguas residuales en el cual se

inyecta oxígeno por acción mecánica o difusión de aire comprimido. Laguna aeróbia Laguna con alta producción de biomasa. Laguna anaeróbia Estanque con alta carga orgánica en la cual se efectúa el tratamiento

en la ausencia de oxígeno. Laguna de alta producción de biomasa

Estanque .normalmente de forma alargada, con un corto período de retención, profundidad reducida y con facilidades de mezcla que maximizan la producción de algas. (Otros términos usados pero que están tendiendo al desuso son: laguna aeróbia, laguna fotosintética y laguna de alta tasa)

Laguna de estabilización

Estanque en el cual se descarga aguas residuales y en donde se produce la estabilización de materia orgánica y la reducción bacteriana.

Laguna de descarga controlada

Estanque de almacenamiento de aguas residuales tratadas, normalmente para el reuso agrícola, en el cual se embalsa el efluente tratado para ser utilizado en forma discontinuo, durante los períodos de mayor demanda.



Laguna de Iodos

Estanque para almacenamiento, digestión o remoción del líquido del lodo.

Laguna de maduración

Estanque de estabilización para tratar el efluente secundario o aguas residuales previamente tratadas por un sistema de lagunas, en donde se produce una reducción adicional de bacterias.

Laguna facultativa

Estanque cuyo contenido de oxígeno varía de acuerdo con la profundidad y hora del día. En el estrato superior de una laguna facultativa existe una simbiosis entre algas y bacterias en presencia de oxígeno, y en los estratos inferiores se produce una biodegradación anaeróbia.

Lechos bacterianos de contacto

(Sinónimo de "filtros biológicos" o "filtros percoladores).

Lecho de secado

Tanques de profundidad reducida con arena y grava sobre drenes, destinado a la deshidratación de Iodos por filtración y evaporación.

Licor mezclado Mezcla de lodo activado y desecho líquido, bajo aeración en el

proceso de lodos activados. Lodo activado Lodo constituido principalmente de biomasa con alguna cantidad de

sólidos inorgánicos que recircula del fondo del sedimentador secundario al tanque de aeración en el tratamiento con lodos activados.

Lodo activado de exceso

Parte del lodo activado que se retira del proceso de tratamiento de las aguas residuales para su disposición posterior (espesamiento, digestión o secado).

Lodo crudo Lodo retirado de los tanques de sedimentación primaria o secundaria,

que requiere tratamiento posterior (espesamiento o digestión). Lodo digerido Lodo mineralizado a través de la digestión aeróbia o anaeróbia. Manejo de aguas residuales

Conjunto de obras de recolección, tratamiento y disposición y acciones de operación, monitoreo, control y vigilancia en relación a las aguas residuales.

Medio filtrante Material granular a través del cual pasa el agua residual con el

propósito de purificación, tratamiento o acondicionamiento. Metales pesados

Elementos metálicos de alta densidad (por ejemplo, mercurio, cromo, cadmio, plomo) generalmente tóxicos, en bajas concentraciones al hombre plantas y animales.

Mortalidad de las bacterias

Reducción de la población bacteriana normalmente expresada por un coeficiente cinético de primer orden en d-1.

Muestra compuesta

Combinación de alícuotas de muestras individuales (normalmente en 24 horas) cuyo volumen parcial se determina en proporción al caudal del agua residual al momento de cada muestreo.

Muestra puntual

Muestra tomada al azar a una hora determinada, su uso es obligatorio para el examen de un parámetro que normalmente no puede preservarse.

ANEXO 2


Muestreador automático

Equipo que toma muestras individuales, a intervalos predeterminados.

Muestreo Toma de muestras de volumen predeterminado y con la técnica de

preservación correspondiente para el parámetro que se va a analizar. Nematodes intestinales

Parásitos (Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, Necator americanus y Ancylostoma duodenale, entre otros) cuyos huevos requieren de un período latente de desarrollo antes de causar infección y su dosis infectiva es mínima (un organismo). Son considerados como los organismos de mayor preocupación en cualquier esquema de reutilización de aguas residuales. Deben ser usados como microorganismos indicadores de todos los agentes patógenos sedimentables, de mayor a menor tamaño (incluso quistes amibianos).

Nutriente Cualquier sustancia que al ser asimilada por organismos, promueve

su crecimiento. En aguas residuales se refiere normalmente al nitrógeno v fósforo, pero también pueden ser otros elementos esenciales.

Obras de llegada

Dispositivos de la planta de tratamiento inmediatamente después del emisor y antes de los procesos de tratamiento.

Oxígeno disuelto

Concentración de oxígeno solubilizado en un líquido.

Parásito Organismo protozoario o nematodo que habitando en el ser humano

puede causar enfermedades. Período de retención nominal

Relación entre el volumen y el caudal efluente.

pH Logaritmo con signo negativo de la concentración de iones hidrógeno,

expresado en moles por litro. Planta de tratamiento

Infraestructura y procesos que permiten la depuración de aguas residuales.

Planta piloto Planta de tratamiento a escala, utilizada para la determinación de las

constantes cinéticas y parámetros de diseño del proceso. Población equivalente

La población estimada al relacionar la carga de un parámetro (generalmente DBO, sólidos en suspensión) con el correspondiente aporte per cápita (g DBO/ (hab.d) o g SS/ (hab.d».

Porcentaje de reducción

Ver eficiencia del tratamiento.

Pretratamiento Procesos que acondicionan las aguas residuales para su tratamiento

posterior. Proceso biológico

Asimilación por bacterias y otros microorganismos de la materia orgánica del desecho, para su estabilización.



Proceso de Iodos activados

Tratamiento de aguas residuales en el cual se somete a aeración una mezcla (licor mezclado) de lodo activado y agua residual. El licor mezclado es sometido a sedimentación para su posterior recirculación o disposición de lodo activado.

Reactor anaeróbio de flujo ascendente y manta de lodo

Proceso continuo de tratamiento anaerobio de aguas residuales en el cual el desecho circula en forma ascendente a través de un manto de Iodos o filtro, para la estabilización parcial de la materia orgánica. El desecho fluye del proceso por la parte superior y normalmente se obtiene gas como subproducto.

Reja Artefacto Generalmente de barras paralelas de separación uniforme

(4 a 10 cm) para remover sólidos flotantes de gran tamaño. Requisito de oxígeno

Cantidad de oxígeno necesaria para la estabilización aeróbia de la materia orgánica y usada en la reproducción o síntesis celular y en el metabolismo endógeno.

Reuso de aguas residuales

Utilización de aguas residuales debidamente tratadas para un propósito específico.

Sedimentación final

= → sedimentación secundaria.

Sedimentación primaria

Remoción de material sedimentable presente en las aguas residuales crudas. Este proceso requiere el tratamiento posterior del lodo decantado.

Sedimentación secundaria

Proceso de separación de la biomasa en suspensión producida en el tratamiento biológico.

Sistema combinado

Sistema de alcantarillado que recibe aguas de lluvias y aguas residuales de origen doméstico o industrial.

Sistema individual de tratamiento

Sistema de tratamiento para una vivienda o un número reducido de viviendas.

Sólidos activos Parte de los sólidos en suspensión volátiles que representan a los

microorganismos. SSVRA Sólidos en suspensión volátiles en el tanque de aeración. Tanque séptico Sistema individual de disposición de aguas residuales para una

vivienda o conjunto de viviendas que combina la sedimentación y la digestión. El efluente es dispuesto por percolación en el terreno y los sólidos sedimentados y acumulados son removidos periódicamente en forma manual o mecánica.

Tasa de filtración

Velocidad de aplicación del agua residual a un filtro.

Tóxicos Elementos o compuestos químicos capaces de ocasionar daño por

contacto o acción sistémica a plantas, animales y al hombre.

ANEXO 2


Tratamiento avanzado

Proceso de tratamiento fisicoquímico o biológico para alcanzar un grado de tratamiento superior al tratamiento secundario. Puede implicar la remoción de varios parámetros como: • remoción de sólidos en suspensión (microcribado, clarificación

química, filtración, etc.); • remoción de complejos orgánicos disueltos (adsorsión, oxidación

química, etc.); • remoción de compuestos inorgánicos disueltos (destilación,

electrodiálisis, intercambio iónico, ósmosis inversa, precipitación química, etc.);

• remoción de nutrientes (nitrificación-desnitrificacíón, desgasificación del amoníaco, precipitación química, asimilación, etc.).

Tratamiento anaeróbio

Estabilización de un desecho orgánico por acción de microorganismos en ausencia de oxígeno.

Tratamiento biológico

Procesos de tratamiento que intensifica la acción de los microorganismos para estabilizar la materia orgánica presente.

Tratamiento convencional

Proceso de tratamiento bien conocido y utilizado en la práctica. Generalmente se refiere a procesos de tratamiento primario o secundario y frecuentemente se incluye la desinfección mediante cloración. Se excluyen los procesos de tratamiento terciario o avanzado.

Tratamiento conjunto

Tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales en la misma planta.

Tratamiento de lodos

Procesos de estabilización, acondicionamiento y deshidratación de Iodos.

Tratamiento en el terreno

Aplicación sobre el terreno de las aguas residuales parcialmente tratadas con el fin de alcanzar un tratamiento adicional.

Tratamiento preliminar

= → pretratamiento.

Tratamiento primario

Remoción de una considerable cantidad de materia en suspensión sin incluir la materia coloidal y disuelta.

Tratamiento químico

Aplicación de compuestos químicos en las aguas residuales para obtener un resultado deseado, comprende los procesos de precipitación, coagulación, floculación, acondicionamiento de Iodos, desinfección, etc.

Tratamiento secundario

Nivel de tratamiento que permite lograr la remoción de materia orgánica biodegradable y sólidos en suspensión.

Tratamiento terciario

Tratamiento adicional al secundario



Anexo 3: Bibliografía

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