Eficiencia del tratamiento
Problemas
de operación y mantenimiento de lagunas Costo de
operación de sistemas de lagunas Eficiencia del tratamiento
Durante el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las Aguas Residuales Tratadas en las Lagunas de San Juan (Moscoso et. al, 1992) se operó el sistema con cargas promedio de 400 kg DBO5/ha/día para mantener las lagunas primarias facultativas, pero el manejo de los caudales estuvo supeditado a la calidad del efluente en términos de coliformes fecales. El monitoreo efectuado entre julio de 1988 y abril de 1990 arrojó los valores promedios de los parámetros indicados en el
Cuadro No. 1.En las lagunas mencionadas, con un período de retención entre 57 y 32 días de acuerdo a la época fría y cálida, respectivamente, se lograron las siguientes eficiencias de remoción:
Es importante indicar que la remoción de materia orgánica y nutrientes no es interesante cuando el efluente es destinado al riego agrícola. La remoción del 96% de nitrógeno amoniacal es muy importante en la acuicultura, para no sobrepasar el límite de tolerancia de los organismos acuáticos cultivados.
Evaluaciones preliminares efectuadas en 1991, permiten asumir la gran capacidad de las lagunas de estabilización para remover totalmente el Vibrio Cholerae.
Problemas de operación y mantenimiento de lagunas
Una de las ventajas del sistema de lagunas de estabilización es la simplicidad de su operación y mantenimiento. Sin embargo, muchas plantas tienen serias deficiencias de operación por las siguientes razones:
A los problemas mencionados se puede añadir la ineficiente administración de las plantas, que es aprovechada por los agricultores para operar los caudales de acuerdo a sus intereses particulares, provocando sobrecargas repentinas y desestabilización del sistema.
Costos de operación de sistemas de lagunas
Otra de las ventajas del sistema de lagunas de estabilización es el bajo costo de operación y mantenimiento, ya que no requieren productos químicos, equipos, energía y mano de obra muy tecnificada.
El análisis económico efectuado en el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las Aguas Residuales Tratadas en las Lagunas de Estabilización de San Juan (1992), ha permitido estimar los costos para una Planta con las siguientes características:
| - Población atendida : | 50,000 habitantes |
| - Caudal del crudo : | 100 l/s |
| - DBO5 del crudo : | 250 mg/l |
| - Coliformes fecales del crudo : | 1 x 109/100 ml |
| - Temperatura mínima del agua : | 17øC |
| - Tasa de evapofiltración : | 1.3 cm/día |
Para lograr un efluente con una calidad sanitaria equivalente a 10,000 coliformes fecales/100 ml, se requiere construir una planta con ocho baterías de lagunas primarias y secundarias, que con 16 ha de espejo de agua aseguren un período de retención de 35 días.
Esta planta valorizada en EUA$250,000 (sin costo de terreno) tendrá un costo de operación anual de EUA$9,000, conformado por los siguientes rubros:
| - Supervisión técnica (tiempo parcial) : | 1,800 US$/año |
| - Mano de obra calificada : | 1,800 US$/año |
| - Mano de obra no calificada : | 2,400 US$/año |
| - Vigilancia nocturna : | 1,440 US$/año |
| - Análisis de Laboratorio : | 720 US$/año |
| - Materiales e insumos : | 240 US$/año |
| - Mantenimiento de instalaciones y equipos : | 600 US$/año |
Bajo estas condiciones, el costo del tratamiento será de 0.0062 US$/m3 de efluente. En una planta más pequeña, con capacidad para tratar 30 l/s, el costo de producción se eleva a 0.0105 US$/m3 (34% más). En cambio, este costo puede reducirse a 0.0042 US$/m3 en la planta de 100 l/s localizada en una zona tropical, en donde la temperatura asumida para el diseño es de 25øC y por lo tanto se reduce el área y la mano de obra no calificada al 50% de la anterior.
Desarrollo Histórico
Planes
futuros Usos
específicos Variables
restrictivas para el uso de las aguas residuales Desarrollo histórico
En 1964 se construyó al Sur de Lima el Complejo de Lagunas de Estabilización de San Juan, permitiendo la forestación de 300 ha, que actualmente constituyen parte del denominado "Cinturón Ecológico de Lima". Paralelamente, las áreas desérticas adyacentes al Complejo fueron invadidas por algunos agricultores, quienes rápidamente detectaron el valor de estas aguas y ahora trabajan 70 ha de cultivos agrícolas.
El crecimiento explosivo de Lima en las tres últimas décadas ha trasformado más de 20,000 ha agrícolas en urbanizaciones. Algunos agricultores han luchado por mantener el uso agrícola de sus tierras, pero su abastecimiento de agua se ha visto reducido e incluso interrumpido por la destrucción de los canales de riego provenientes de los ríos Rímac y Chillón. Por tanto, la supervivencia de 3,000 ha agrícolas ha sido posible gracias a las aguas residuales.
Casos similares al anterior se han presentado en otras ciudades de la costa, tal como Trujillo, Chiclayo y Piura, en donde en forma espontánea se utilizan las aguas residuales sin tratamiento. El único caso de riego planificado se ha realizado en un área de 200 ha, aledaña a la ciudad de Tacna.
En 1988 se implementó la Unidad Experimental de Acuicultura de San Juan, que ocupa un área de 14,400 m2 y es abastecida por un efluente del Complejo de Lagunas de Estabilización de San Juan. Esta Unidad permitió ejecutar el Proyecto de investigación de Reuso en Acuicultura y actualmente se mantiene operando con fines demostrativos.
En 1992 se ha construido una planta de tratamiento, compuestas por un reactor anaeróbio de flujo ascendente y dos lagunas de estabilización, para regar un campo de Golf, alternativa tecnológica que puede aplicarse en general para el riego de las área verdes de la ciudad.
En el presente año, la Universidad Nacional de Ingeniería está construyendo un módulo de tratamiento de aguas residuales, que pretende evaluar diferentes alternativas tecnológicas. Igualmente, la Universidad Nacional Agraria La Molina está implementando otro módulo de reuso de aguas residuales en agricultura, piscicultura y forestales en un campo agrícola de 23 ha.
Planes futurosEl Ministerio de Agricultura, a través de su Programa Nacional de Reuso de Aguas Residuales para Riego Agrícola ha proyectado invertir US$ 97.5 millones para desarrollar 18,000 ha agrícolas. La primera etapa considera la implementación de 9,461 ha en las siguientes ciudades:
| - San Bartolo (Lima) | 4,300 ha |
| - Ventanilla (Lima) | 550 ha |
| - Villa El Salvador (Lima) | 475 ha |
| - Trujillo (La Libertad) | 1,386 ha |
| - Chiclayo (Lambayeque) | 1,300 ha |
| - Piura (Piura) | 1,000 ha |
| - Ica (Ica) | 450 ha |
El Servicio de Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) ha elaborado el Estudio de Reuso de Aguas Servidas para irrigar las Zonas Aridas ubicadas en el Sur de Lima. Este proyecto, inicialmente elaborado en 1985 por la Empresa israelí TAHAL, comprende las siguientes acciones:
El costo del proyecto fue estimado en EUA$69 millones, de los cuales 2/3 correspondería a la conducción y tratamiento de las aguas.
Un segundo Estudio del Proyecto de San Bartolo ha sido realizado en 1989 por la Agencia Internacional de Cooperación del Japón (JICA), básicamente referido a la conducción y tratamiento medíante lagunas de estabilización de 4 m3/s para el riego de 4,800 ha. En este caso se estimó una inversión de EUA$98 millones, correspondiendo el 78% al sistema de conducción.
Otro Proyecto elaborado por SEDAPAL está localizado en el Cono Norte de Lima, en donde se pretende desarrollar 350 ha agrícolas en el área desértica de Piedras Gordas.
Usos específicosa) Agricultura :
La agricultura es la principal actividad desarrollada con el reuso de las aguas residuales en el Perú. No se tiene referencias de que la productividad mejore por el uso de aguas residuales, pero si que se sustituye por completo la fertilización artificial. Un total de 3,950 ha son utilizadas en el país (91% del área de reuso) para los cultivos agrícolas que se detallan en el
Cuadro No. 2.Se ha estimado que las 4,022 ha de campos agrícolas regados con aguas residuales están produciendo más de 126,000 toneladas anuales de productos varios, correspondiendo al 92% hortalizas como cebolla, espinaca, albahaca, acelga, perejil, culantro, lechuga, col, coliflor, ají y tomate. En algunos lugares menos productivos se produce camote.
Los cultivos industriales como el algodón y los forrajes como maíz y alfalfa no requieren efluentes de alta calidad, sin embargo están siendo regados con aguas tratadas. El riego de la caña de azúcar con aguas crudas puede ser de poco riesgo por tratarse de un producto industrializado, pero sí lo es para los trabajadores. El mayor riesgo está dado en los cultivos de hortalizas, que son regados con aguas sin tratamiento, como en el caso de las 3,078 ha ubicadas en Lima. Por lo tanto, es urgente la restricción de estos cultivos, mientras no se implemente un sistema de tratamiento altamente eficiente.
El Proyecto de San Bartolo proyecta desarrollar 4,700 ha con los siguientes cultivos: Los cuatro primeros cultivos que se indican en el Cuadro No. 3. Los cuatro primeros cultivos serán regados con efluentes provenientes de lagunas facultativas y las hortalizas recibirán al agua recuperada del acuífero previamente recargado con aguas residuales.
b) Forestales :
La actividad forestal que actualmente ocupa 300 ha se ha orientado a la formación de bosques con fines ecológicos y recreativos. En todos los proyectos de tratamiento y reuso de aguas residuales se cuenta con un área forestal perimétrica, utilizada como barrera de viento, que evita la difusión de malos olores, además de mejorar el ornato del lugar. La Universidad Nacional Agraria La Molina está implementando el Proyecto "Módulo Piloto de tratamiento y reuso de aguas residuales en agricultura, acuicultura y forestales en las Viñas de La Molina. En este caso, el componente forestal tiene un propósito productivo, además de conformar un cordón perímetral. En un área total de 8.6 ha se pretende obtener la siguiente producción anual:
| - Plantas de vivero | 100,000 unidades |
| - Arboles ornamentales jóvenes | 82,000 unidades |
| - Semilla de arboles ornamentales | 2,400 kg |
| - Leña y carbón | 4,700 kg. |
Además de los productos señalados, se espera desarrollar una producción apícola.
c) Pecuaria :
La ganadería es una actividad complementaria a la agrícola. En San Juan, existen alrededor de 60 cabezas de ganado vacuno, que aprovechan la producción de forrajes. También algunos agricultores cuentan con un número pequeño de ganado ovino. La vegetación sembrada en los taludes internos de los estanques piscícolas es periódicamente cortada por pastores de ovinos del lugar. El proyecto de San Bartolo ha considerado dentro de su programa agropecuario la producción anual de 22 millones de litros de leche y el sacrificio de 3,500 cabezas de ganado vacuno.
d) Acuicultura :
La piscicultura es una nueva alternativa que se está proponiendo dentro de las actividades de reuso de las aguas residuales. Es por ello que el CEPIS y la UNALM ejecutaron el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las aguas residuales tratadas en las Lagunas de Estabilización de San Juan durante los períodos 1983-84 y 1988-90.
Durante el primer período (preliminar) se logró definir que las condiciones ambientales de las lagunas cuaternarias eran satisfactorias para la supervivencia y crecimiento de los peces Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y Carpa común (Cyprinus carpio). Sin embargo, estas lagunas no resultaron prácticas para el cultivo y se recomendó usar estanques piscícolas abastecidos con efluentes terciarios.
La segunda fase (definitiva) tuvo la finalidad de definir una tecnología de producción para diseñar sistemas integrados de tratamiento de aguas residuales-acuicultura. En estanques piscícolas se efectuaron cuatro campañas experimentales con tilapia del Nilo, lográndose los siguientes resultados:
e) Riego de áreas verdes y campos deportivos
El Parque Zonal Huayna Cápac ubicado en San Juan incluye 12 ha de campos recreacionales con cobertura vegetal regada con aguas residuales tratadas. Este campo es regado dos días por semana, evitando el ingreso del público hasta después de 48 horas del riego. Un tramo del acantilado costero de Lima está siendo irrigado con aguas residuales tratadas para recuperar la cobertura vegetal que antiguamente existía. Para ello se ha implementado un pequeña planta de sedimentación y filtros percoladores, que abastecen de 1 l/s para el riego por goteo. El Club de Golf La Planicie está manteniendo sus campos medíante el riego con un efluente tratado en un reactor anaeróbio de flujo ascendente y dos lagunas facultativas de acabado.
f) Uso de lodos
Después de 5 y 8 años de operación continua, las lagunas primarias y secundarias, respectivamente son drenadas para extraer los lados acumulados. Luego de un período de secado de 3 a 6 meses, los lodos son recolectados con un cargador frontal y trasladados a un área cercana para continuar su secado. Los lodos extraídos de las Lagunas de estabilización de San Juan son almacenados por un año, para luego ser utilizados como abono o mejoradores de suelos arenosos. La Empresa de Peajes de Lima Metropolitana viene utilizando este material para preparar la tierra existente en la berma central de las autopistas, en donde luego se plantan árboles.
Variables restrictivas para el uso de las aguas residuales
La principal variable restrictiva para el uso de aguas residuales en agricultura es la presencia de desechos industriales. Por un lado, estos productos pueden inhibir el proceso biológico en las lagunas, y por otro, podrían bioacumularse en vegetales y peces cultivados, especialmente si son destinados al consumo humano directo. Aún cuando la legislación establece que las industrias deben tratar sus aguas residuales in situ, antes de disponerlas en el alcantarillado público, pocas empresas cumplen con estas disposiciones, valiéndose del deficiente control de los organismos estatales.
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