Totorales, uso como descontaminantes del Lago Titicaca

Por: Ariel Abad Nina Chuquimia

Introducción

La muerte de las especies endémicas del lago Titicaca, como la Rana Gigante (Telmatobius

culeus), única en el mundo, así como lo fue el, Umanto (Orestia cuvieri) que, en su momento, era

considerado como, el León del lago Titicaca, que fue declarado extinto en 1996. La boga

(Orestias pentlandii) popularmente llamado K´esi, que no es vista en Bolivia desde hace 27 años

y ahora es el Karachi amarillo (Orestias albus) el ingrediente de una poderosa sopa lacustre

(Wallaque), corre la misma suerte de ser catalogado como “en peligro de extinción”.

Todas estas especies endémicas, algunas ya extintas y otras que corren la misma suerte, son

atribuibles a múltiples factores, como la sobrepesca de los rivereños del lago Titicaca, y la

contaminación que incluye metales pesados como el plomo o el arsénico, que se origina en El

Alto, una ciudad de rápido crecimiento que hoy tiene un millón de habitantes, además que las

aguas servidas que desembocan en el lago Titicaca por parte de los Alteños y Paceños, ayudan a

que el ecosistema de estas especies endémicas se destruyan.

El 60% de las 130 fábricas de El Alto operan ilegalmente y sus niveles de contaminación no se

encuentran regulados. La actividad minera agrava las cosa, ayudadas también por el

Calentamiento Climático, donde se espera que la Reunión de la COP 21 que se realizara en

Francia, sea un evento donde se comprometan a que países industrializados, se comprometan a

firmar el tan añorado protocolo de Kyoto, y con esto poder reducir la temperatura, a causa de los

Gases de efecto Invernadero, que afectan a todos y todas en el Mundo.

Es de suma importancia que salvemos a estas especies únicas en el mundo, que se encuentran en

nuestro majestuoso lago. El proyecto presenta una solución, por medio de creación de “Plantas

de Tratamiento de Aguas” en las diferentes provincias que tengan conectividad cercana al Lago,

haciendo uso como purificante y descontaminante de las aguas servidas a la Totora.

Objetivo

Objetivo general

Implementar plantas de tratamiento de aguas residuales con Totoras, para comunidades cercanas

al Lago Titicaca

Problemática

Con 8.400 kilómetros cuadrados el Titicaca es el mayor cuerpo de agua dulce en América del

Sur y el lago navegable más alto del mundo a cerca de 4 mil metros sobre el nivel del mar.

El lago Titicaca, compartido por Bolivia y Perú y considerado el más alto del mundo, recibe a

través del río Katari vertidos procedentes de la ciudad de El Alto que incluye metales pesados

como el plomo o el arsénico.

El 60% de las 130 fábricas de El Alto operan ilegalmente y sus niveles de contaminación no se

encuentran regulados, informe del Ministerio de Medio Ambiente de Bolivia.

Residuos hospitalarios, industriales, mineros y sustancias líquidas procedentes de los vertederos

urbanos fluyen a diario a la cuenca del lago, cuyas aguas han adquirido un tono

verdoso (Lentejas de agua, producto de la contaminación de basura orgánica) y una textura

aceitosa, a lo que se suma el mal olor

Foto: Lentejas de agua, producto de la contaminación, agua servidas

El escurrimiento de aguas servidas de ciudades de Bolivia y Perú no es la única culpable. Más de

la mitad de los habitantes que viven a lo largo de la orilla carecen de alcantarillado y descargan

al lago Titicaca

El día Mundial de los Humedales, celebrada el 2 de febrero de cada año, fue donde el lago

Titicaca es declarado como “Lago Amenazado 2012” por las organizaciones Global Nature Fund

(Alemania) y Living Lake (EEUU). Entre los factores que contribuyen a esta situación son la

minería formal e informal, el mal recojo y tratamiento de la basura y los desagües provenientes

de la ciudad de El Alto y La Paz, sin embargo la contaminación más alta “se encuentra en la

bahía de Cohana – Bolivia.”

Por otra parte y las consecuencias de una Lago contaminado y el Cambio Climático hicieron sus

efecto en el Umanto (Orestia cuvieri) que, en su momento, era considerado como, el León del

lago Titicaca, que fue declarado extinto en 1996. La boga (Orestias pentlandii) popularmente

llamado K´esi, que no es vista en Bolivia desde hace 27 años y ahora es el Karachi amarillo

(Orestias albus) el ingrediente de una poderosa sopa lacustre (Wallaque), corre la misma suerte

de ser catalogado como “en peligro de extinción

Foto: Karachi amarillo (especie única en el lago Titicaca, peligro de extinción)

A consecuencia del factor de guas servida y la contaminación, la Rana gigante del Titicaca, una

especie única en el mundo catalogada por primera vez por el oceanógrafo francés Jacques

Cousteau en 1969, está muriendo de forma colectiva, por no decir que estará en peligro de

extinción, debido a la contaminación provocada por los masivos vertidos en las riberas

bolivianas de este lago

Foto: Rana gigante del lago Titicaca, muerta

Existe en el área una creciente presión sobre los recursos naturales, lo que ha llevado a niveles

crecientes de degradación de los ecosistemas. De igual modo existe un número

de problemas asociados a la regulación de los recursos hídricos para actividades económicas y

los ecosistemas y en algunos casos deficiencias en el suministro de agua y servicios de

saneamiento que afectan directamente la calidad del suministro de agua lo cual crea una amenaza

potencial a la salud de la población. La erosión de los suelos y las descargas sin tratamiento de

las ciudades, actividades agrícolas y minería también constituyen una amenaza.

La contaminación orgánica y bacteriológica causada por aguas residuales es ya un problema

serio en varias zonas de la cuenca y también las actividades de minería generan

contaminación física y química principalmente por metales pesados como cadmio, plomo,

mercurio, níquel, cobalto, cromo y arsénico.

Entre las zonas específicas de contaminación podemos mencionar:

Áreas de expansión urbana de las ciudades de Juliaca (Perú) y Puno (Perú), El Alto

(Bolivia), Oruro (Bolivia), Viacha (Bolivia),

Hay otras zonas de importante crecimiento turístico, como el caso de Copacabana

(Bolivia), donde debido a la inexistencia de sistemas de saneamiento y depuración se está

produciendo problemas sanitarios en las zonas de baño debido a la contaminación de las

aguas.

La bahía interior de Puno (Perú) sufre una contaminación orgánica y bacteriológica

producida por las aguas residuales de la ciudad. En esta bahía se ha desarrollado un

proceso de eutrofización creciente

La Bahía de Cohana (Bolivia) recibe una importante carga contaminante que es

transportada por el río Pallina, luego de que este confluye con el río Katari. La

contaminación se expresa en la aparición de procesos de eutrofización, cuyo principal

indicador lo constituye la lenteja de agua.

La contaminación es producida por descargas de aguas residuales, de diferente origen. La

ciudad de El Alto, congrega los efluentes sanitarios, caracterizados por alta carga

orgánica e industria – muy variables en su composición – que son transportadas por los

ríos Seque y Seco hasta el río Pallina, principal afluente del río Katari dentro de la zona

de estudi

La ciudad de Viacha (Bolivia) que vierte directamente al río Pallina, es uno de los puntos

de mayor contaminación hídrica de la cuenca. Todas las poblaciones del área de estudio

fluyen sus aguas residuales al río Pallina.

El deterioro de la calidad de las aguas de la Bahía de Cohana se manifiesta en la pérdida

de especies vegetales y en la ausencia de peces en la zona, aspectos que han empeorado

las condiciones de vida de las comunidades indígenas que allí habitan.

Son estos los problemas y otros, los cuales ahora el Lago Titicaca está atravesando ya sea por

falta de conciencia, por medios de producción sin una responsabilidad con el desarrollo

sostenible, y el bien común, que hacen que tomemos carta en el asunto, tanto la sociedad civil, el

estado, y la propiedad privada, para que salvemos a estas especies endémicas y por ende a la

subsistencia de la especie humana.

Propuesta

Beneficios que proporcionan la totora

Para los POBLADORES del lago:

Les provee de materia para la construcción de sus balsas.

Provee materia prima para la producción de artesanías.

Le sirve para construcción de sus viviendas.

Fresco el chulo, soca, chilpe le sirve de alimento, molido para hacer sopas.

Como medicina para prevenir el bocio y el carbón de totora para ayudar la cicatrización

de heridas de la cabeza y del ombligo de los niños, así para curar disenterías. El

cocimiento de la raíz es usado para lavar tumores y aftas.

La totora manejada sosteniblemente produce un promedio de 225 T/Ha y tiene el

siguiente valor anual:

Superficie

Ha.

Producción

Totora, TM

Producción

Pichus

Precio Pichu

Bs

Precio Total

Bs

Precio $us

1 100 9.71 2 19.42 6.96

Fuente: Elaboración propia, datos “Programa de capacitación sobre el manejo de la Totora”

Para el GANADO:

Produce un alimento rico en proteínas que complementa los otros forrajes y pastos.

Se pueden efectuar hasta tres cortes por año.}

Se produce aún en época seca compensando la escasez de forraje de las chacras.

Se puede ensilar y guardar.

Para los PECES:

Sus tallos sirven para que los peces pongan sus huevos (desoven).

Cuando nacen las crías (ovas), estas se protegen entre las totoras para no ser comidas por

los peces grandes, ocultándose entre sus tallos hasta que crecen y pueden defenderse o

escapar, como ejemplo, sabemos que donde existe totora existen más peces y se pesca

más que donde no existe totora.

Para las AVES:

Sus tallos sirven para que las aves hagan sus nidos, puedan reproducirse y protegerse.

Para la AGRICULTURA:

Cortada y enterrada, se descompone formando un buen abono.

Para el MEDIOAMBIENTE:

Purifica las aguas contaminadas.

Sirve para proteger el suelo de las orillas de la erosión que causan las olas que se llevan la

tierra que sirve para sembrar.

La totora sirve de alojamiento de muchas especies de animales e insectos y otras plantas

que juntas crean un ecosistema útil para el hombre, el medio ambiente y los animales.

La totora planta Fitodepuradora

Una de las macrófitas más conocidas y difundidas en nuestro medio es la Totora (Scirpus

californicus). Esta especie del Lago Titicaca, esta macrófita, forma parte de la amplia gama de

plantas fitodepuradoras empleadas en los sistemas no convencionales de depuración de aguas

residuales.

En este apartado presentamos las características de la totora como agente depurador.

Características generales de la totora

El tipo de humedal artificial al que nos referiremos en es de flujo subsuperficial, por lo que nos

centraremos en la descripción de las plantas que se usan en dicho tipo de humedal: las helófitas y

en particular la totora.

La helófitas son plantas adaptadas a condiciones de saturación de humedad e inundación,

siempre que el agua no las cubra completamente. Es decir, soportan una fuerte limitación en la

disponibilidad de oxígeno en el suelo. Comprenden una parte debajo del nivel del agua, y otra

parte aérea.

El papel de las helófitas en los humedales artificiales se resume en los siguientes aspectos:

Servir de filtro para mejorar los procesos físicos de separación de partículas.

Asimilación directa de nutrientes (en especial Nitrógeno y Fósforo) y metales, que son

retirados del medio e incorporados al tejido vegetal.

Actuar a modo de soporte para el desarrollo de biopelículas de microorganismos, que

actúan purificando el agua mediante procesos aerobios de degradación.

Transportar grandes cantidades de oxígeno desde los tallos hasta sus raíces y rizomas,

donde es usado por dichos microorganismos.

Además del oxígeno en la zona radicular, las bacterias son favorecidas por exudados de las

plantas en la misma zona.

Las helófitas más usadas en depuración son Typha, Scirpus, Phragmites y Carex. Si bien existen

pequeñas diferencias en la eficiencia de remoción de contaminantes entre dichas especies, la

recomendación es utilizar la especie de mayor adaptación y disponibilidad en el medio.

Capacidad depuradora de la totora

Se tiene referencia de algunos estudios sobre la capacidad depuradora de los humedales con

totora. En el cuadro 8 se presentan algunos resultados al respecto.

Metales

pesados

Nitrógeno Fosfato Fosforo Coliformes y

bacterias

85%* 33%* 30%* 20%* 99.9%*

Fuente: Elaboración propia, datos: “Depuración de aguas residuales Humedales, Cochabamba”

*% de reducción de los valores de los parámetros luego del paso por un Humedal artificial

El funcionamiento de los humedales no es totalmente comprendido. Existen muchas

discrepancias en diferentes aspectos: dimensionamiento, operación, etcétera, incluyendo la

capacidad depuradora de las especies implantadas. Las discrepancias incluyen diferencias aún en

el uso de plantas en los humedales. Expertos afirman que los resultados obtenidos con el uso de

fitosistemas son mejores que los obtenidos con un sistema igual pero sin plantas. Además reporta

reducción de contaminantes en general, de más del 20% en humedales implantados respecto a los

no implantados.

Sin embargo, existen también estudios que no registraron diferencias entre el rendimiento de

humedales plantados y no plantados. Peritos indican que no existen diferencias estadísticamente

significativas, entre humedales subsuperficiales plantados y no plantados, en indicadores fecales

y remoción de bacterias.

Adicionalmente, el potencial depurador de los humedales varía estacionalmente. Ello puede ser

explicado tanto por simples variaciones meteorológicas, como por cambios producidos en la

fisiología de las plantas. Algunos reportan que en verano aumenta la actividad de la planta, por

tanto su capacidad de tratamiento de diversos factores (remoción de fósforo, fosfatos y

nitrógeno). Expertos reportan una fuere variación en la remoción de amoníaco y fósforo entre

primavera e invierno, siendo mejores los resultados en humedales plantados que en humedales

sin plantas. Científicos indican que hay una mayor remoción de indicadores fecales y bacterias

en verano que en invierno. El efecto de la vegetación es significativo en la eliminación de la

contaminación, para aguas residuales diluidas (tratamiento previo de desbaste y laguna

facultativa).

De lo anterior se puede concluir que las plantas aumentan la depuración en los humedales

cuando las condiciones climatológicas, de tratamiento previo y calidad de agua a ser tratada, no

son tan extremas como para salir de su rango de tolerancia.

Finalmente, es necesario mencionar que los humedales artificiales, independientemente de la

especie heliófita utilizada, tienen en general baja eficiencia en la remoción de nutrientes (sobre

todo en humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal), pero una alta eficiencia de

remoción de DBO y DQO, así como en la fijación de metales pesados y moderada a alta

eficiencia en la eliminación de Coliformes fecales.

Adaptación de la totora

Las especies helófitas tienen un gran rango de adaptación; por ello es que constituyen las

especies dominantes en lugares donde las condiciones restringen las posibilidades de desarrollo

de otras especies.

Son plantas de climas templados que prosperan en posiciones soleadas, tolerando un amplio

rango de pH (4 - 9). La temperatura media óptima para su desarrollo está dentro del intervalo de

16 ºC a 27 ºC. Se utilizan principalmente en humedales artificiales de flujo subsuperficial (lecho

de grava/arena), ya que su tolerancia a la inundación permanente es poca cuando la capa de agua

es profunda. Prospera muy bien en medios acuáticos de profundidad somera como lagunas o

zonas de inundación.

Manejo de la totora en los humedales

El manejo en los humedales se puede centrar en tres aspectos centrales: implantación, operación

y control de plagas y enfermedades.

Implantación

En los sistemas menores de 0,8 Ha, la vegetación puede trasplantarse de fuentes cercanas u

obtenerse de forma comercial.

La implantación en los humedales artificiales, se efectúa usualmente por división de mata. Es

recomendable que las plantas madres procedan de poblaciones naturales de la zona, a fin de

asegurar su adaptación al lugar.

Las plantas se desarraigan del sustrato, se fraccionan de modo que cada porción lleve en su parte

subterránea rizomas. Se implantan individualmente en el sustrato o fango del humedal en

primavera o épocas calurosas, porque el frío puede matarlas. El tamaño de los rizomas debe ser

de 10 cm de largo y tener brotes en el extremo del corte. La raíz debe colocarse a 5 cm por

debajo de la superficie del medio. Los tallos de las plantas pueden ser recortados antes del

trasplante.

Posteriormente, el lecho debe inundarse con agua hasta la superficie o rociarse con frecuencia,

pero siempre se debe tener el cuidado de que el nivel del agua no sobrepase la altura de las

plantas cortadas. Si las plantas se recubren de agua antes que desarrollen las raíces, se pudrirán.

Es importante que las raíces se desarrollen dentro del medio. Las profundidades características a

las que las plantas echan raíces van de 18 a 36 cm. Después de la implantación inicial, el nivel de

agua debe descender, de manera que las raíces se extiendan hacia el fondo del medio.

La densidad de siembra óptima es cada 0,5 m. En cualquier caso, se debe permitir que la

vegetación crezca de 3 a 6 meses antes de que empiecen las aplicaciones regulares de agua

residual.

Operación

La operación básicamente consiste en la cosecha y el deshierbe y varía según el tipo de humedal.

En humedales de flujo superficial la cosecha o corte se realiza para evitar la incorporación de

materia orgánica adicional al agua y el reciclado de nutrientes absorbidos por las plantas. En

humedales subsuperficiales de flujo vertical se debe hacer el deshierbe durante el primer año.

Una vez que las plantas están establecidas, esta operación deja de ser necesaria. En otoño de cada

año se debe segar y evacuar la parte aérea de las plantas. La evacuación permite evitar su

acumulación en la superficie de los filtros.

En humedales de flujo horizontal, se mantiene la misma recomendación del deshierbe, pero no

así la del segado, porque los restos de vegetales muertos no dificultan el funcionamiento

hidráulico del humedal; es más, permiten aislar térmicamente el sustrato, lo que es útil en

invierno.

Sin embargo, en caso de que las especies superen su capacidad de retención de contaminantes, se

procederá al corte de la parte aérea y eliminación del humedal. Se debe tener en cuenta que la

época en la que los rizomas tienen menos reservas es hacia finales del verano, por lo que si se

efectúa la siega, el vigor de las plantas se verá afectado. En épocas más tardías, (de marzo en

adelante, y antes de la brotación) ya no es probable que el corte comprometa el crecimiento de la

planta

Plagas y enfermedades

Científicos indica que son plantas muy rústicas de las que no se tiene referencias de plagas y

enfermedades en su aplicación en humedales artificiales.

Descripción del proceso de construcción

Terreno disponible

Extensión

El terreno de construcción disponible por debajo del tanque de sedimentación es rectangular y

comprende una superficie de 3’828m. Sin embargo, el aprovechamiento de toda la superficie

disponible para la construcción de lagunas con totora es limitado por las siguientes razones:

Es preciso dejar un espacio entre las lagunas y la escuela técnica en construcción, para

poder plantar arbustos y árboles que reducirán eventuales malos olores.

Es necesario posibilitar el acceso de camiones al tanque de sedimentación para su

limpieza. Por ello se deja libre una franja del terreno, por dónde se podrán acceder con

camiones al tanque.

Esquema del terreno de construcción y de las lagunas

Topografía y desnivel disponible

El terreno de construcción sube desde de la orilla del lago Titicaca hacia el tanque de

sedimentación con una pendiente más o menos regular de alrededor de 4°

Esquema del perfil del terreno de construcción

El desnivel entre el punto más bajo del terreno cerca del lago y el nivel del agua en el tanque de sedimentación es de 340cm. Sin embargo, la entrada a los peines de infiltración está a 1 m por debajo del terreno. Para poder infiltrar el caudal de impulsión con las dos bombas en marcha por los peines de infiltración existentes, se necesita una presión hidráulica de 4.5 cm

Integración de la planta piloto al sistema de tratamiento existente

Captación del agua en el tanque de sedimentación

El agua para la planta piloto se captará en la salida del tanque de sedimentación. Como la superficie disponible no permitirá tratar todas las aguas servidas del subsistema No. 1, se debe prever un caño de reboso. El agua no captada seguirá pasando desde el tanque de sedimentación a los peines de infiltración, sin tratamiento adicional.

El problema consiste en alimentar las lagunas con totora con un flujo de agua más o menos constante. Este flujo no debe superar en ningún momento el caudal de diseño hidráulico, para asegurar que las lagunas no se inundan. El sistema de captación de caudal tiene que permitir además, que el caudal captado en promedio se puede adaptar a la capacidad de tratamiento de las lagunas (caudal de diseño para la carga orgánica). El caudal de entrada al tanque de sedimentación no es constante, porque las aguas servidas llegan diluidas por las aguas de lluvia en el período húmedo (diciembre a febrero). Aunque se trata de un sistema de alcantarillado separado, el agua de las lluvias entra al alcantarillado por malas conexiones y por infiltración.