TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN SAN ANDRES, BOGOTÁ,

IBAGUÉ, Y PROPUESTA PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

CON LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

ALEXANDRA SOFIA TOBAR VARGAS

MÓNICA LILIANA GASPAR FLÓREZ

JULIO CESAR ROJAS LOZADA

JOSE BANQUEZ NIETO

NELSON RODRIGUEZ VALENCIA

Docente

MAESTRÍA DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

II SEMESTRE - COHORTE XIII

MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

2015

RESUMEN

Las políticas ambientales establecidas en las bases del Plan Nacional de Desarrollo

2014-2018 “Todos por un nuevo país” ha identificado en su componente de acceso

al agua potable y saneamiento básico la necesidad urgente de fortalecer las

estrategias y acciones para avanzar en la descontaminación de las fuentes

receptoras de diferentes puntos de vertimientos de aguas residuales domesticas en

zonas rurales nucleadas y dispersas, en lo que se ha identificado que la gran parte

de degradación de los recursos hídricos en el país se relaciona directamente con

la débil gestión local en la materia.

Y teniendo en cuenta que en Colombia no se ha elaborado una propuesta para el

tratamiento de aguas residuales domesticas que incluyan lagunas de estabilización

y que tengan como objeto o alcance zonas rurales nucleadas y dispersas, este

ensayo además de abarcar un análisis sobre el tratamiento de aguas residuales en

el departamento de San Andrés Islas, ciudad de Bogotá e Ibagué, presentados

propuestas poblacionales, que incluyen lagunas de estabilización como unidad

principal de tratamiento; en ambas propuestas se diseña un tratamiento primario

consistente en un tanque séptico de dos compartimentos, una cámara de

sedimentación y una cámara de digestión, complementado con un filtro anaerobio

de flujo ascendente (FAFA); el efluente de la laguna de estabilización se propone

sea reutilizado para riego agrícola. Las propuesta difieren en el sistema de

recolección de las aguas residuales; para los centros nucleados el sistema sanitario

convencional y para la zona dispersa el alcantarillado sin arrastre de sólidos - ASAS.

INTRODUCCION

En la actualidad los grandes centros urbanos sufren en su gran mayoría un gran

crecimiento poblacional, generado en muchos casos por la llegada de personas

provenientes del área rural. El modelo de desarrollo económico y los nuevos

patrones de comportamiento en consumo, han hecho que exista un crecimiento y

concentración de la industria en las grandes urbes, generando una gran presión

sobre los recursos y en especial sobre el recurso hídrico. Las actividades

domésticas, comerciales e industriales, con este escenario de crecimiento, traen

como consecuencia una mayor generación de aguas residuales, que en el caso de

las aguas residuales domésticas se complica, debido a que en muchos casos las

personas desde sus hogares no poseen la suficiente educación y conciencia

ambiental, en el manejo de sus aguas residuales, descargando por sus

instalaciones sanitarias, sustancias aceitosas y en muchos casos residuos sólidos,

que sumado a la existencia de conexiones erradas y redes combinadas de aguas

lluvias y sanitarias, generan un escenario complejo en el manejo de dichas aguas.

Todo esto hace que las urbes impacten los cuerpos de agua donde se descargan

sus aguas residuales, por tal razón que es de gran importancia el manejo que las

ciudades les puedan dar a sus aguas, para que éstas puedan ser vertidas de

manera sostenible para el recurso hídrico.

El inventario de sistemas de tratamiento de aguas residuales del Ministerio del

Medio Ambiente, reporta que sólo 22% de las cabeceras municipales del país hacen

tratamiento de las aguas residuales y muchas están funcionando deficientemente,

o lo que es más crítico sin ser operadas.

Se reporta que los departamentos con mayor cobertura de plantas de tratamiento

de aguas residuales, PTAR (operando y/o en diseño) son Cundinamarca (38 PTAR),

Antioquia (26 PTAR), Cesar (14 PTAR), Valle del Cauca (14 PTAR) y Tolima (13

PTAR).

La problemática del tratamiento de las aguas residuales para la ciudad de Bogotá,

Ibagué y San Andrés, no son ajenas a lo descrito anteriormente, por lo que serán

abordadas de manera descriptiva, de forma tal que podamos conocer sus

particularidades.

OBJETIVO GENERAL

Realizar una descripción del estado y del tratamiento que reciben las aguas

residuales producidas en ciudades como Bogotá, Ibagué y San Andrés.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Presentar una propuesta para sistemas de tratamiento de aguas residuales

con lagunas de estabilización para zonas rurales nucleadas y dispersas en

nuestro país.

Sugerir nuevos Tratamientos de aguas residuales para las regiones.

Identificar los parámetros a tener en cuenta para evaluar la eficiencia del

tratamiento en aguas residuales domésticas.

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN SAN ANDRES ISLAS

El Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina se encuentra en el

Caribe suroccidental, en la región intertropical, con una superficie marina de más de

250.000 km2 de aguas oceánicas y sólo 70 km2 de tierra emergida terrestre. Las

islas se encuentran en la zona de transición entre el seco tropical y el clima húmedo

tropical. La influencia de los vientos alisios mitiga el clima seco y cálido. La

temperatura media anual es de 27.4˚C (Tobar et al, 2013).

Debido a las condiciones de insularidad y teniendo en cuenta principalmente el

estado de Isla oceánica, es claro que el principal cuerpo receptor de aguas

residuales en la Isla, es el mar. Por lo cual el vertimiento de las aguas residuales se

hace a través del Emisario submarino y vertimientos no autorizados (V. Puntuales)

a la costa. Por otra parte la mayoría de la población isleña posee pozos sépticos,

en pésimas condiciones filtrándose las AR a los acuíferos de la isla y el subsuelo en

general, afectando no solo el recurso hídrico sino la salud humana.

El tratamiento de aguas residuales en la isla de San Andrés, es llevado a cabo por

PROACTIVA Aguas del Archipiélago S.A. E.S.P., empresa responsable de la

operación, optimización y ampliación de la red de alcantarillado sanitario, y tiene la

visión de ampliarlo con el fin de brindar un mejor servicio a la población isleña y

proteger los recursos hídricos del territorio, mejorando la calidad de vida. En la

región se pueden identificar cuatro (4) formas o alternativas de disposición de las

aguas residuales: el sistema de alcantarillado, pozos sépticos, tuberías de

conducción hacia el mar y disposición sobre el terreno.

La región cuenta con 3 estaciones de captación de aguas residuales, que reciben

los vertimientos de los 4 distritos de la isla, ubicados en la parte norte, mientras que

barrios como San Luis y El Cove no poseen alcantarillado sanitario por la falta de

estudios preliminares y altos costos de la infraestructura.

Actualmente, las aguas residuales recolectadas por la red de alcantarillado sanitario

existente, son sometidas a un pretratamiento que se le realiza al agua por medio de

un sistema de cribado ubicado en la Estación de Bombeo de Aguas Residuales N°

3, aprovechando las aguas marinas por su capacidad para asimilar y transformar

las sustancias mediante una serie de fenómenos fisicoquímicos y biológicos que

reducen significativamente la carga orgánica y bacteriana, sustancias típicas de las

descargas provenientes del sector de North End (Vertimiento Final).

Todas las aguas residuales se vierten al mar, y debido a las condiciones de uso de

pozos sépticos, construidos en muchos casos sin estándares técnicos y sin que sea

efectuado un mantenimiento apropiado de los mismos, se puede establecer que las

fuentes de agua y los acuíferos de la Isla, son susceptibles a percibir contaminación

por aguas residuales. En la actualidad el vertimiento final es en el mar, mediante el

emisario submarino (cumple la función de sistema de transporte, tratamiento y

disposición final de las aguas residuales) con previo cribado de las aguas residuales

en la Estación de Bombeo de Aguas Residuales N°3 (Informe Proactiva, 2008).

En general el vertimiento de aguas residuales en la región no es el más óptimo por

falta de infraestructura, y además la empresa requiere rediseñar las obras a

mediano y largo plazo, pues los costos de inversión son muy elevados con relación

al número de usuarios a vincular. La mayoría de población por voluntad propia se

reúsa a conectarse al sistema de alcantarillado sustentando que los costos en las

facturas son muy elevados.

La capacidad de autodepuración del recurso hídrico de la región, soluciona en parte

este problema; sin embargo, cuando las acciones antrópicas incontroladas aportan

más carga contaminante, el sistema de depuración se debilita drásticamente

haciendo más difícil la remediación. (Garay et al, 2001).

Actualmente llega a las aguas marinas y costeras 14466 m3/día de aguas servidas

de la ciudad sin ningún tratamiento, de aproximadamente 73000 habitantes según

último dato del censo nacional realizado por el DANE, 2005. Estos vertimientos

representan en términos de cargas que entran a los ecosistemas acuáticos

adyacentes a la isla, en promedio 1.91 ton/día de SST, 3.23 ton/día de DBO5, 1.45

ton/día de aceites y grasas, 0.7 ton/día de nutrientes y aproximadamente 1.49 X

1018 NMP/día de Coliformesfecales (Garay et al, 2001).

En resumen el proceso que tienen las aguas residuales en la región es:

1. Descargue de Aguas residuales a la red domiciliaria.

2. Conducción de AR al colector secundario.

3. Conducción al colector principal.

4. Conducción a las estaciones de bombeo.

5. Descarga final al mar por el emisario submarino.

La cobertura total de la red de alcantarillado sanitario en la Isla, según el informe de

Proactiva de 2008, es del 30.6%, concentrándose hacia parte urbana o norte de la

isla.

Otro problema derivado del anterior se relaciona con la disposición final de parte de

esas aguas servidas, a través de la construcción inadecuada de pozos sépticos,

permitiendo que las aguas negras se filtren hacia los acuíferos, contaminando la

única fuente hídrica de buena calidad en la isla.

Otros factores también influyen en el deterioro de la calidad de esta zona costera:

Inapropiada disposición de los residuos sólidos cuyos lixiviados llegan al mar,

vertimientos de aceites lubricantes provenientes de las embarcaciones, alta

densidad poblacional, explotación desmesurada de los recursos marinos, deterioro

de bosques de manglar, entre otros. El aporte de contaminantes al medio marino

causa progresivamente un impacto sobre la calidad misma del agua creando

efectos sobre la salud pública debido a la posibilidad de encontrar microorganismos

patógenos, así como efectos estéticos por la contaminación visual y olfativa que se

produce y efectos sobre la ecología marina por la presencia de sustancias tóxicas

(Garay et al, 2001).

Por las razones expuestas anteriormente la Corporación Autónoma Regional y de

Desarrollo Sostenible del Archipiélago de San Andrés, Providencia ySanta Catalina

– CORALINA, implementó desde 1997 una red de monitoreo de lacontaminación de

las aguas costeras alrededor de la isla de San Andrés. Esta red se diseñó con base

en la presencia de vertimientos directos de aguas residuales domésticas, así como

el conocimiento previo de zonas contaminadas por grasas y aceites, como es el

caso de bahía Hooker, debido a la importancia que representa la zona costera en

su totalidad, la Corporación también implementó redes de monitoreo de manglares,

aguas subterráneas, arrecifes y vertimientos y en 1998 extendió el monitoreo de

zona costera a la isla de Providencia con base en la presencia de descargas

puntuales y de zonas protegidas como el manglar Mc Bean (Garay et al, 2001).

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LA CIUDAD DE BOGOTA

Las aguas residuales domésticas y no domésticas, producidas en la ciudad, son

transportadas por una red de alcantarillado compuesta por un sistema pluvial y

sanitario, que conforma en su extensión, tres cuencas, conocidas como El Salitre,

Fucha y Tunjuelo.

La cuenca del Fucha, se encuentra ubicada en la parte centro-sur de la capital y

drena en dirección oriente-occidente. Está conformada por una red de alcantarillado

que se caracterizan en pluvial, sanitario y combinado. En esta cuenca, las

actividades domésticas e industriales son las que más aportan contaminantes a las

aguas, caracterizadas por la presencia significativa de materia orgánica, sólidos

suspendidos totales y coliformes totales y fecales. Las aguas residuales de esta

cuenca, son descargadas directamente al rio Bogotá, sin algún tipo de tratamiento.

En el caso de la cuenca Tunjuelo, se encuentra ubicada en el sur de la ciudad y es

la de mayor extensión, habitando en ella el 30% de la población e igualmente, con

gran impacto de actividades industriales y domésticas, las cuales al igual que la

cuenca Fucha, van directamente al rio sin tratamiento alguno.

Finalmente la cuenca Salitre, se ubica en la zona norte de la ciudad y es impactada

por las aguas residuales domésticas. Esta cuenca recibe las aguas servidas de

aproximadamente 2,3millones de habitantes y se particulariza por ser la única de

las tres cuencas que presenta una planta de tratamiento de aguas residuales –

PTAR. La PTAR recibe el nombre del “El Salitre” y se ubica en la parte noroccidental

de la ciudad, con el objetivo de verter al rio, un agua más amigable con él.

La ciudad produce aproximadamente 1.000.000 m3 diarios de aguas residuales, de

los cuales el 30% son producidas y transportadas por los canales interceptores de

la cuenca el Salitre. Se plantea entonces un escenario donde el 70% de las aguas

residuales de la ciudad, van directamente al rio Bogotá, generando gran impacto

que es más que evidente a partir de los múltiples estudios realizados a su cuenca y

por una simple inspección visual.

Este escenario, genera una urgencia en la implementación de otras plantas de

tratamiento para el resto de cuencas. En el caso de la cuenca del Tunjuelo, se

adelantan en la actualidad obras que se articularán con la futura PTAR denominada

como Canoas.

La PTAR, el salitre es una planta de tratamiento semiautomática y es operada en

su totalidad por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Esta planta

tiene un caudal de operación promedio de 4 m3/s y atiende la totalidad de aguas

servidas del norte de la ciudad de Bogotá.

Todo el proceso empieza con la recepción del agua a través de canales

interceptores y termina con la salida de los productos, consistentes en el agua

tratada, biogás, biosólido y la quema del biogás excedente.

El canal interceptor que conduce el agua cruda a la PTAR, es el Salitre, en donde

inicialmente se procede con el cribado para la remoción de sólidos gruesos, a partir

de rejas cuya separación es de 10 cm entre barrotes. Posteriormente el agua es

elevada 10 m por medio de una estructura conocida como tornillo de Arquímedes y

una vez elevadas se procede a la toma de muestras de esta agua cruda para su

caracterización.

Los valores promedios de los parámetros del agua cruda se resumen a

continuación.

Tabla 1. Parámetros agua sin tratar

Parámetro Unid. Valor

SST mg/L 226

DBO5 mg/L 264

DQO mg/L 564

pH Unid. 7,33

Alcalinidad mg/L CaCO3 208

SSV mg/L 158

ST mg/L 613

SV mg/L 310

Turbiedad NTU 173

Conductividad mS 677

Fuente. Acueducto de Bogotá

Posterior al desbaste grueso por el cribado y a la elevación del agua, ésta pasa a la

línea de pretratamiento, en donde son objeto de un desbaste fino con rejas cuyos

barrotes son más cercanos que el anterior (2,5 cm), un desarenado y desengrasado,

por medio de canales aireados.

En esta etapa de pretratamiento, se realiza la floculación, mediante la aplicación de

Cloruro Férrico y polímero aniónico del tipo poliacrilamida seca, en dosis promedias

de 32 mg/L y 0.50 mg/L respectivamente.

En promedio entre residuos sólidos gruesos y finos, mensualmente se están

retirando 54 toneladas, sin contar la grasa cuyo promedio está en 78 m3 al mes. El

caso de las arenas es menor ya que maneja un volumen de 9 m3 /mes.

Los sedimentadores esperan el agua por medio de cámaras de reparto que

distribuyen el agua de manera uniforme. Ya en los sedimentadores, se desprende

los sólidos sedimentables que van al fondo del tanque y se convierten en lodos

primarios.

Gráfico No1.Tanques Sedimentadores. Fuente: Empresa de Acueducto de Bogotá

De los sedimentadores, el agua decantada sale para la medición de sus parámetros

y posterior vertimiento al rio Bogotá.

En esta etapa del proceso, la EAB maneja los siguientes promedios de los

parámetros para las aguas tratadas:

Tabla 2. Parámetros de las aguas tratadas versus aguas crudas

Parámetro Unid. Valor Inicial Valor Final

SST mg/L 226 86

DBO5 mg/L 264 149

DQO mg/L 564 302

pH Unid. 7,33 7,24

Alcalinidad mg/L CaCO3 208 189

SSV mg/L 158 63

ST mg/L 613 436

SV mg/L 310 181

Turbiedad NTU 173 75

Conductividad mS 677 686

Coniformes fecales NMP - 1,2 X 107

Fuente. Acueducto de Bogotá

El proceso continúa con los productos derivados como el lodo primario el cual es

llevado a los espesadores de lodos primarios, en donde son deshidratados. El agua

extraída en esta etapa, es llevada al inicio del proceso.

Los lodos espesos son enviados a los digestores, los cuales tienen una capacidad

de 8500 m³ y permanecen en ellos en promedio 22 días a una temperatura de 35

ºC. La PTAR cuenta con tres digestores y de esta etapa resulta el biogás con

promedio de producción diario de 13500 m³, el cual es utilizado para calentar estas

estructuras digestoras y el exceso de gas es quemado mediante una tea.

Los lodos digeridos, son almacenados y llevados al proceso de deshidratación para

reducir su volumen, quedando una consistencia semisólida. Al día se producen 165

toneladas de biosólido. Las aguas resultantes de la deshidratación, son llevadas

nuevamente al inicio de proceso.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA CIUDAD DE IBAGUE

En la ciudad de Ibagué, los sistemas de tratamiento de aguas residuales se aplican

tanto para aguas de origen industrial y domiciliario provenientes del casco urbano y

áreas rurales cercanas. Esta planta se llama “El tejar” ubicado en la zona sur-

occidental de la ciudad recibe las aguas residuales domésticas del sector sur-

occidental de la ciudad transportadas del centro de la Ciudad y de los barrios del

sur por el Interceptor Combeima; Su cobertura se extiende sobre la zona centro y

sur de la ciudad de Ibagué, tratando el agua residual de 85.000 Hab, con una

proyección de hasta 110.000 Hab. Actualmente se tratan 105 L/s. Entre estos

sistemas de tratamiento se utilizan:

Sistemas de tratamiento preliminar: Se utiliza para remover todo el

material que puede hacer interferencia con el proceso de operación y

mantenimiento de los procesos posteriores. Esta planta está diseñada para tratar

un caudal de 193.08 L/s. Este sistema de tratamiento está conformado por: Una

rejilla de gruesos, para proteger de atascamientos; Canal de conducción y

aliviadero Alivia caudales de lluvias ya que el alcantarillado es combinado en este

sector de la ciudad; Rejilla fina y Tornillo sinfín. Este aparato electromecánico

encargado de retirar elementos inorgánicos, es una rejilla oscilante que

transporta el material; Desarenadores:Se emplea para la separación de

partículas suspendidas, principalmente “inertes” o “minerales”, denominadas

genéricamente como “arenas”. Son partículas que sedimentan rápidamente,

generalmente de naturaleza inorgánica y la trampa de grasas para separar las

grasas provenientes de procesos industriales y elementos flotantes.

Tratamiento secundario. Compuesto por un sistema de Laguna Aireada – Laguna

de Pulimento. Remociones superiores al 61%. a) Muros deflectores de flujo: bafles

de direccionamiento de flujo para evitar las zonas muertas (corto circuito), y obtener

un flujo a pistón. b) Lenteja de agua: alga que ayuda a la laguna en el proceso de

descontaminación aeróbico, ya que en el proceso de crecimiento consume

nutrientes (MO remanente) y fija oxigeno por fotosíntesis (IBAL, 2005). El

vertimiento de la planta El Tejar se realiza al río Combeima. En la figura siguiente

se presenta el esquema general de la planta de tratamiento de aguas residuales “El

Tejar”

FIG.1 “Esquema General de la PTARD “El Tejar”Fuente: Tinoco, 2006.

“Porcentajes de remoción y cargas contaminantes El Tejar”

FUENTE: Tinoco, 2006. Adaptado Reportes Laboratorio. Agosto – Octubre. 2005

Con fundamento a estos tres (3) modelos de sistemas de tratamiento de aguas

residuales, presentamos a continuación una propuesta para el tratamiento

dispersa y nucleada de Colombia.

Las evaluaciones reportan que los centros urbanos en Colombia captan alrededor

de los 170 m³/seg de agua de los cuales se pierden entre 40% y 50 %, regresando

al ambiente en forma de aguas residuales entre un 70% a 80% de las aguas

consumidas.

Se estima que en Colombia se descargan diariamente cerca de 700 toneladas de

carga orgánica del sector doméstico urbano a los cuerpos de agua. El inventario de

sistemas de tratamiento de aguas residuales del Ministerio del Medio Ambiente,

reporta que sólo 22% de las cabeceras municipales del país hacen tratamiento de

las aguas residuales y muchas están funcionando deficientemente, o lo que es más

crítico sin ser operadas.

Aunque Colombia es uno de los países que se destaca por su alto nivel sanitario,

se continúan reportando elevados índices de enfermedades asociadas al agua;

estando éstas siempre entre los cinco primeros lugares de mortalidad y morbilidad

en niños (sólo en 1991 se reportaron 12.210 casos y 208 defunciones en 248

municipios por una epidemia de cólera). La disponibilidad natural de agua potable

se reduce cuando existen vertimientos aguas arriba de las captaciones de

acueductos, por esta causa en el país son muchos los centros poblados que

consumen aguas de mala calidad; que se agrava con la falta de un adecuado

sistema de potabilización. Los inventarios de agua potable y saneamiento reportan

que aproximadamente 300 municipios no realizan desinfección de las aguas que se

están consumiendo y 450 no tienen planta de tratamiento.(Minambiente 2002).

Presentamos a manera de ilustración las características de las aguas residuales

típica (Romero 2008).

Tabla. Características del Agua Residual Domestica

Fuente: Romero, 2008

Todo contaminante genera algún tipo de impacto ambiental, los cuales

relacionamos a continuación.

Tabla. Impactos Ambientales

Parámetro Magnitud Unidad

DBO 200 mg/L

DQO 400 mg/L

Sólidos Suspendidos Totales 200 mg/L

Sólidos Suspendidos Volátiles 150 mg/L

Nitrógeno Amoniacal 30 mg/L

Ortofosfato 10 mg/L

Contaminantes Parámetro típico

de medidaImpacto Ambiental

Materia Orgánica biodegradable DBO,DQO

Desoxigenación del agua,

generación de olores

indeseables.

Materia Suspendida SST ,SSVCausa turbiedad en el

agua, deposita lodos.

Patógenos CF

Hace el agua insegura

para consumo y

recreación.

Amoniaco NH4+ - N

Desoxigena el agua, es

tóxica para organismos

acuáticos y pueden

estimular el crecimiento de

algas.

Fósforo OrtofosfatosPuede estimular el

crecimiento de algas.

Materiales Tóxico

Como cada

material tóxico

especifico

Peligroso para la vida

vegetal y animal

Sales inorgánicas. SDTLimita los usos agrícolas e

industriales y animal.

Energía térmica Temperatura

Reduce la concentración

de saturación de oxigeno

en el agua, acelera el

crecimiento de

organismos acuáticos.

Iones hidrogeno PHRiesgo potencial para

organismos acuáticos

Fuente: Romero, 2008

En los ejemplos anteriores pudimos observar que todo tipo de sistema de

tratamiento parte de un sistema de tratamiento preliminar, un tratamiento primario

(tanque sépticos) y otro secundario, para esta propuesta partimos de un tratamiento

terciario a partir de lagunas como reactor diseñado y construido mediante

excavación del suelo y construcción de diques para formar vasos capaces de

retener el agua residual un período determinado de tiempo para obtener un efluente

de una calidad dada (Cubillos, 2001). Las lagunas de estabilización, pueden

disponerse en diferentes configuraciones, de acuerdo al área aprovechable, los

objetivos esperados en cuanto a la calidad del efluente, la topografía, el volumen

del afluente, el clima, entre otros (Valencia y Olaya, 1998). De manera que el

efluente satisfaga las exigencias de la agencia responsable del control de la calidad

de agua o del control de la polución (Cubillos, 2001). Las lagunas de estabilización

son estructuras simples en donde se lleva a cabo un proceso biológico para la

degradación de materia orgánica (lagunas anaerobias y facultativas), disminución

de coliformes fecales (lagunas facultativas y de maduración) y remoción de huevos

de helminto (lagunas anaerobias y facultativas) (Escalante, 2000).

Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas

residuales con el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de

estabilización se construyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con períodos de

retención relativamente grandes (por lo general de varios días). Cuando las aguas

residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realiza en las mismas,

en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración o estabilización

natural, en el que ocurren fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico y biológico.

Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido

de materia orgánica putrescible o biodegradable (Moscoso, 1991).

Los parámetros más utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de

estabilización de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda

bioquímica de oxígeno (DBO5), que caracteriza la carga orgánica; y el número más

probable de coliformes fecales (NMP CF/100ml), que caracteriza la contaminación

microbiológica. También tienen importancia los sólidos totales sedimentables, en

suspensión y disueltos. Generalmente, cuando la carga orgánica aplicada a las

lagunas es baja (<300 Kg de DBO/ha/día), y la temperatura ambiente varía entre

15° y 30° estrato superior de la laguna suelen desarrollarse poblaciones de algas

microscópicas (clorelas, euglenas, etc) que, en presencia de la luz solar, producen

grandes cantidades de oxígeno, haciendo que haya una alta concentración de

oxígeno disuelto, que en muchos casos llega a valores de sobresaturación. La parte

inferior de estas lagunas suele estar en condiciones anaerobias. Estas lagunas con

cargas orgánicas bajas reciben el nombre de facultativas.(Romero,2005).

Cuando la carga orgánica es muy grande, la DBO5 excede la producción de oxígeno

de las algas y la laguna se torna totalmente anaerobia. Conviene que las lagunas

de estabilización trabajen bajo condiciones definidamente facultativas o

definidamente anaeróbicas ya que el oxígeno es un tóxico para las bacterias

anaerobias que realizan el proceso de degradación de la materia orgánica; y la falta

de oxígeno hace que desaparezcan las bacterias aerobias que realizan este

proceso. (Peña, 2003).

Por consiguiente, es recomendado diseñar las lagunas facultativas (a 20°C) para

cargas orgánicas menores de 300 Kg DBO/ha/día y las lagunas anaerobias para

cargas orgánicas mayores de 1000 Kg DBO/ha/día. Cuando la carga orgánica

aplicada se encuentra entre los dos límites antes mencionados se pueden presentar

problemas con malos olores y la presencia de bacterias formadoras de sulfuros. El

límite de carga para las lagunas facultativas aumenta con la temperatura. (Romero,

2005).

Las aguas residuales deben ser introducidas en la laguna debajo de la superficie a

una cierta distancia de su borde. Es aconsejable que sean previstas de dos ó más

entradas a través de tuberías y la salida sea instalada lo más distante posible de la

más próxima entrada. La salida de las lagunas debe estar ubicada en sentido

contrario a la dirección de los vientos dominantes y así facilitar la disminución de

materiales flotantes hacia el cuerpo receptor. Las corrientes de agua inducidas por

los vientos son más propensas a la formación de cortocircuitos de lo que

propiamente son las posiciones relativas de entrada y salida. Lagunas con formas

irregulares, también contribuyen para la formación de cortocircuitos (Mendonça,

1999).

El efluente puede ser controlado y diseñado específicamente para el reuso en

actividades como acuicultura y agricultura (riego). Es necesario conocer las

características del efluente requerido para el uso específico determinado, con el fin

de controlar las variables que afecten (Valencia, 2010).

Actualmente se tienen construidas lagunas de estabilización en Estados Unidos,

México, Centroamérica, el Caribe, Sudamérica (Brasil, Argentina, Perú, Chile,

Bolivia, Colombia y Venezuela), en Europa, Australia, Tailandia y África

principalmente para pequeñas poblaciones (200 – 50.000 habitantes). En México

se encuentran construidas 497 lagunas de estabilización que representan el 54%

de las plantas de tratamiento construidas en el país. Los problemas más comunes

encontrados por el IMTA durante la evaluación y visitas a lagunas de estabilización

ubicadas en diferentes regiones de México fueron: Criterios obsoletos, estructuras

de entrada y salida que generan zonas muertas y cortocircuito, capacidad de

tratamiento rebasada, falta de operación y mantenimiento entre otros (Escalante,

2000).

En Colombia las lagunas de estabilización, es común encontrarlas como sistemas

de tratamiento de aguas residuales y producto de diferentes actividades. En la

Sabana de Bogotá, en el municipio de Chía se ha construido una laguna anaerobia

seguida de una facultativa con resultados de remoción de CF del 64% en la laguna

anaeróbica, 90% en la facultativa para una remoción total del sistema del 97%. En

Valledupar en dos (2) lagunas facultativas de 8.4 Ha. y 9.35 Ha. respectivamente,

se han encontrado remociones de CF promedio de 89% y 91% en cada laguna para

un total del 99% del sistema, 12 y 31% para SS, total del sistema 39% y DBO 73 y

4% respectivamente para un total del sistema de 74% (Romero, 2005).

En el Valle del Cauca las aguas residuales domesticas de los municipio de Ginebra,

Guacarí, Toro, Roldanillo y Villacarmelo son tratadas en sistemas compuestos por

lagunas anaerobias y facultativas; las de papeleras Cartón Colombia y Propal, por

lagunas de estabilización que incluyen lagunas aireadas; la mayoría de los ingenios

azucareros tratan las aguas residuales de las plantas productoras de azúcar en

lagunas de estabilización que en algunos casos incluyen lagunas aireadas. Los

efluentes de los sistemas de lagunas para aguas residuales domesticas y los de los

ingenios azucareros son reutilizadas en riego de caña de azúcar (Valencia, 2000).

La propuesta radica que para caudales menores generados en diferentes

actividades del campo podamos a través de un tratamiento primario (Pozos séptico)

más un lecho bacteriano podamos remover ceca del 80% de DBO5 y un 90% de

SST y pasando por un tratamiento con lagunas de estabilización reducimos a la mas

mínima carga contaminante dándole a esta agua u reuso de tipo agrícola, piscícola

o para riego y en ultimas consecuencias de sequia como reservorio para diferentes

actividades humanas.

MARCO LEGAL

El siguiente marco normativo, comprende la legislación expedida para regular el uso

del agua, establecer el manejo de vertimientos, y definir los instrumentos

económicos, administrativos e institucionales necesarios para la ejecución de las

políticas.

Decreto 2811 de 1974: Código Nacional de Recursos Naturales

Renovables.

Decreto 1541 de 1978: Por el cual se reglamenta la parte III del libro II del

Decreto-ley 2811 de 1974 “De las aguas no marítimas” y parcialmente la Ley

23 de 1973.

Ley 9 de 1979: Conocida como Código Sanitario Nacional.

Decreto 1594 de 1984: Norma reglamentaria del Código Nacional de los

Recursos Naturales y de la ley 9 de 1979 en cuanto a usos del agua y

residuos líquidos.

Constitución Política de 1991: Artículos 49, 78, 79, 80 y 366.

Ley 99 de 1993: Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente.

Ley 373 de 1997: Ahorro y uso eficiente de agua.

Decreto 901 de 1997: Por medio del cual se reglamentan las tasas

retributivas.

Resolución 273 de 1997: Por la cual se fijan las tarifas mínimas de las

tasas retributivas por vertimientos líquidos para los parámetros Demanda

Bioquímica de Oxígeno (DBO) y Sólidos Suspendidos Totales (SST).

Resolución 1096 de 2000: Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable

y Saneamiento Básico. TITULO E: Tratamiento de aguas residuales.

El documento CONPES 3177 de 2002, mediante el cual se busca formular

el Plan nacional de Manejo de Aguas Residuales (PMAR) con el fin de

promover el mejoramiento de la calidad del recurso.

Resolución 631/15, mediante el cual se estipula valores permitidos por cada

carga menor o igual a 625 kg/día DBO para DQO es 200 kg/día, DBQ5 90

kg/día y SST 100 kg/día para aguas residuales domésticas.

DISCUSION

Las aguas residuales producidas en la Isla de San Andres, contienen una serie de

componentes comunes de las aguas residuales de tipo doméstico, descartando las

cargas a la red de efluentes industriales y agrícolas de alto contenido de

contaminantes químicos, lo que genera menor riesgo de afectación al mar y un

funcionamiento más efectivo y eficiente del emisario submarino.

Sin embargo el manejo actual que se le está dando a las aguas residuales en el

departamento no es el adecuado debido a que no se realiza un tratamiento que

reduzca los factores de riesgo a la salud y medio ambiente, puesto que la descarga

generada por el emisario solo remueve solidos de gran tamaño y no se efectúa

ningún tratamiento que reduzca los posibles contaminantes, afectando el borde

litoral costero, con altas cargas de nutrientes que afectan arrecifes de coral y otros

organismos.

Sin lugar a dudas la mejor alternativa teniendo en cuenta que en la isla no existe

una red de alcantarillado que cubra la demanda del servicio y aparte hay centros

poblados alejados del casco urbano que cuentan con diferentes niveles freáticos e

inclinaciones (pendiente), que no benefician el sistema actual implementado

(Bombeo hacia el emisario submarino), se podría realizar la propuesta de

implementar tratamientos residenciales descentralizados teniendo en cuenta que el

agua residual aportada al sistema tiene características propias que se pueden

aprovechar para riego e infiltración natural pos tratamiento. Este puede constar de

tratamiento de agua primario y secundario:

1. Separación de aguas grises de las negras.

2. Tratamiento de aguas grises mediante trampas de grasa, sedimentación,

filtrado y recirculación para el sistema de descargas locales a las tazas

sanitarias y riego de zonas verdes.

3. Las aguas negras ingresan al sistema de tratamiento que consta de un pozo

séptico, filtro anaerobio ascendente, lecho de filtración con capas y carbón

activado, que sea aprovechable en cubierta vegetal aprovechable autóctona

de la región (Plátano, Mango, Fruta de pan, Guayaba etc.).

Los beneficios serian, la realización de un tratamiento desde los hogares, con baja

inversión inicial y con una seguridad alimentaria futura para la familia, con posible

rentabilidad económica.

Las políticas, programas, planes, proyectos y acciones que se emprendan en el

departamento de San Andrés, deben re- direccionarse de cara al modelo de

desarrollo socio económico, sostenible y humano en prode la Reserva de Biosfera

Seaflower.

Cuando se realiza una revisión teórica del sistema de tratamiento de aguas

residuales de la ciudad de Ibagué a nivel general la planta de tratamiento El tejar

recibe aguas con carga contaminante provenientes de la zona rural aledaña

proveniente del cañón del río Combeima de los corregimientos de Juntas, Villa

Restrepo, Pastales, tres esquinas y la ciudad de Ibagué, esta planta está ubicada a

las afueras de la ciudad por los olores putrefactos que esta genera pero es parte del

proceso de depuración de estas aguas , el proceso inicia con un sistema primario

en el que un sistema de rejillas captura los residuos sólidos, remoción de arenas y

gravas por medio de desarenadores con instalaciones adicionales para flujos pico,

en una segunda etapa se hace la remoción de patógenos con el fin de controlar

coliformes y así mejorar la calidad de éste para ser aprovechada en otras

actividades como los sistemas de riego.

De acuerdo a los registros obtenidos la depuración de aguas residuales domésticas

se encuentra dentro de los rangos permitidos pero se puede mejorar la eficiencia

en los procesos de sedimentación ya que de un 90 por ciento rango máximo

permitido depura en un 86% de los sólidos suspendidos lo que lo hace un sistema

eficiente mientras que las demandas DBO y DQO estos porcentajes de remoción

son menos eficientes ya que cuando se analiza los rangos permitidos en la norma

y si se tiene en cuenta los valores de DBQ5 con un valor de 72,7 y DQO 58,6 estos

sistemas son menos eficientes dentro de los registros obtenidos.

CONCLUSIONES

1.-En el caso de San Andrés, se debe implementar un sistema de tratamiento de

lodos con el fin de reducir la carga orgánica de las aguas residuales para que estas

no generen daños irreversibles sobre el ecosistema marino.

2.- La gran cantidad de grasas y de material solido que se saca del proceso en las

PTAR, evidencia una falta de educación ambiental en los hogares, por lo cual es

importante empoderar a cada unidad familiar mediante programas, de forma tal que

este proceso de tratamiento sea optimizado.

3.-Las ciudades deben realizar un gran esfuerzo desde el punto de vista económico

y de articulación con todos los actores implicados en el saneamiento, para

materializar más y mejores plantas de tratamientos de manera que mejore la

eficiencia del proceso y el cubrimiento de la totalidad de aguas residuales

producidas en estos centros urbanos. Para la ciudad de Ibagué si se hace más

eficiente este proceso, se tienen posibilidades de reutilización del agua en la

agricultura como riegos para cultivos como arroz.

4.-Las políticas, programas, planes, proyectos y acciones que se emprendan en

Bogotá, San Andrés e Ibagué, deben re- direccionarse de cara al modelo de

desarrollo socio económico, sostenible y humano de la protección del medio

ambiente.

5.-Con tratamiento primario como unidad principal el pozo séptico mas una unidad

de lecho bacteriano de flujo ascendente se busca una remoción del 80% en DBO y

del 90% en Sólidos Suspendidos –SS- para que cumpla con las condiciones

ambientales necesarias para poder verter a la una fuente de agua; con la laguna

facultativa se logra una eficiencia de la remoción del 75%, reduciendo a la mínima

concentración de DBO y SST; además, de una reducción considerable de

microorganismos.

6.-Las áreas de la laguna facultativa en el diseño alcanzan tales tamaños, se puede

utilizar como reservorio en condiciones ambientales para superar las crisis en

tiempos de verano y sequia.

7.-Para que estos sistemas sean funcionales se deben construir y operar con las

recomendaciones de diseño, por ejemplo el correcto manejo de material sobrantes,

manejo y secado de lodos y mantenimiento de los pozos sépticos y lechos

bacterianos.

8.-Para justificar este proceso se deberá tener en cuenta las realidades

colombianas y las características y condiciones físicas, sociales, culturales,

económicas, ambientales e institucionales de las diferentes regiones del país y de

los estratos socioeconómicos, así como las características específicas de la

localidad y la comunidad a servir.

9.-Se recomienda que estos tipos de sistemas cuenten con un manual de operación,

diseñado para que los habitantes de la zona en su grado de escolaridad pueden

interpretarlos y aplicarlo a través de la capacitación continua.

10.-Para estas zonas la autosostenibilidad de los sistemas depende de la buena

organización por parte de la comunidad; como usuarios constitucionalmente y

legalmente están autorizados para conformar microempresas comunitarias y a

través de una cuota familiar mensual captar recursos para la administración y

operación del sistema.

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