1

TRABAJO COLABORATIVO

“TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES”

PRESENTADO POR:

ANDREA LUCIA FLOREZ JORGE ALBERTO RANGEL

NAYLA MILENA IMBACHI MURILLO CARLOS EDUARDO MONTILLA TOBAR

UNIVERSIDAD DE MANIZALES CENTRO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

MAESTRIA DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE MÓDULO MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

OCTUBRE DE 2010

2

CONTENIDO

Contenido GLOSARIO ........................................................................................................................................ 3

RESUMEN ........................................................................................................................................ 5

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 6

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 7

2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 7

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................ 7

3.1 GESTIÓN INSTITUCIONAL .......................................................................................................... 8

4.1 GENERALIDADES SOBRE AGUAS RESIDUALES ......................................................................... 10

4.1.1 Tipos de contaminación ................................................................................................... 11

4.1.2 Tipos de aguas residuales ................................................................................................. 11

4.2 TIPOS DE CONTAMINANTES .................................................................................................... 12

4.2.1 Clasificación de los contaminantes .................................................................................. 13

5.2.2 Contaminantes habituales en las aguas residuales .......................................................... 13

4.3 CONSECUENCIAS QUE ACARREAN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES SIN NINGÚN TIPO

DE TRATAMIENTO ......................................................................................................................... 14

4.3. IMPACTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LAS FUENTES DE AGUA SUPERFICIALES .............. 16

4.4. MINIMIZACION DE IMPACTOS GENERADOS POR LA DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES..... 16

4.5 EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES .............................................................................. 17

4.5.1. Las PTAR .......................................................................................................................... 18

4.5.2. Los biodigestores y plantas de tratamiento caseras ....................................................... 19

6. DISCUSIÓN ................................................................................................................................ 21

CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 23

3

GLOSARIO

ACCIONES ANTROPICAS. Acciones realizadas por la especie humana. Del griego anthropos (hombre). ACIDEZ. Son ácidas las disoluciones que tienen un pH menor que 7. Esto significa que su concentración de iones es mayor que la de iones OH-. AEROBIO. Proceso que tiene lugar en presencia de oxígeno. En las zonas de las plantas depuradoras en las que tiene lugar este proceso se mantiene el agua fuertemente agitada para que haya abundante oxígeno en el agua y las bacterias puedan realizar sus procesos metabólicos. AGUA. Nombre común que se aplica al estado líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno (H2O). CALIDAD DEL AGUA. Condición general que permite que el agua se emplee para usos concretos. Está determinada por la hidrología, la fisicoquímica y la biología de la masa de agua a que se refiera. COMUNIDAD. Todos los organismos vivos que se encuentran en un ambiente determinado. Incluye, por tanto, todas las poblaciones de las diferentes especies que viven juntas. CONTAMINACIÓN DEL AGUA. Incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos. EUTRÓFICO. Cuerpo de agua con abundancia de nutrientes que favorecen el crecimiento de las algas y otros organismos. El resultado es que cuando mueren van al fondo y en su putrefacción se consume el oxígeno y se generan malos olores y se degrada el agua. FLUJO CONSTANTE. Flujo en el cual la velocidad en cada punto de la corriente permanece constante respecto del tiempo. HÁBITAT. Lugar en el que vive un organismo. Por ejemplo, el hábitat de la lombriz de tierra es el subsuelo. MICROORGANISMO PATÓGENO. Bacteria, virus u otros organismos de tamaño microscópico que causan enfermedades. NITRATOS. Compuestos químicos utilizados como fertilizantes en la agricultura. Son una fuente importante de contaminación difusa. En concentraciones altas pueden provocar daños a la salud, especialmente a los niños.

4

INCUBACION. Se determina mediante el proceso de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), generalmente a cinco días. INOCUIDAD. El concepto de inocuidad se define como “la garantía de no hacer daño como una responsabilidad compartida, que agregue valor tanto al productor como al consumidor para que sea sostenible en el tiempo”. MICROORGANISMO PATÓGENO. Bacteria, virus u otros organismos de tamaño microscópico que causan enfermedades. NITRATOS. Compuestos químicos utilizados como fertilizantes, en la agricultura. Son una fuente importante de contaminación difusa. En concentraciones altas pueden provocar daños a la salud, especialmente a los niños. POLUCIÓN. Es el sustantivo de acción del verbo latino polluo / polluere /, que significa “ensuciar mojando”. SOSTENIBLE. Se entiende por desarrollo sostenible aquel que asegura satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las propias. TASAS RETRIBUTIVAS. Son los precios que cobra el Estado, a través de la autoridad ambiental regional, en su jurisdicción, por el servicio prestado de utilizar las corrientes de agua como receptoras y depósito de vertimientos. TOXICIDAD. Efecto adverso sobre los seres vivos que produce una sustancia biológicamente activa a una concentración dada.

5

RESUMEN

El agua es uno de los recursos más preciados por el hombre. El hombre utiliza este recurso en sus actividades domésticas, agrícolas e industriales. Durante estos procesos el agua se contamina o carga con factores contaminantes de tipo orgánico e inorgánico. En consecuencia las características naturales del agua cambian y los valores físico-químicos y su composición biológica se altera, conllevando cambios en el funcionamiento y la estructura de los ecosistemas acuáticos donde se vierte. Las alternativas para el manejo de las aguas residuales consiste en realizar un proceso de depuración en el cual se retire la carga orgánica, la contaminación inorgánica y se estabilice a niveles que el sistema natural pueda continuar funcionando sin alterar la dinámica natural de las especies que dependen de manera directa e indirecta del agua; en este caso, se sitúa al hombre. Los procesos pueden ser a partir de plantas de tratamiento de aguas residuales a nivel municipal, industrial o domiciliario. O se pueden realizar aprovechamiento de la carga orgánica para la producción de gas metano y fertilizante.

6

1. INTRODUCCIÓN El uso de los recursos naturales provoca un efecto sobre los ecosistemas de donde se extraen y en los ecosistemas en donde se utilizan; el caso del agua es uno de los ejemplos más claros: un mayor suministro de agua significa una mayor carga de aguas residuales. Así las cosas, el hombre influye sobre el ciclo del agua de dos formas distintas, bien directamente mediante extracción de las mismas y posterior vertido de aguas contaminadas como se ha dicho, o bien indirectamente alterando la cobertura vegetal y la posterior disponibilidad y calidad de las aguas. Visto esto desde el desarrollo sostenible, buscando compatibilizar el uso de los recursos con la conservación de los ecosistemas, se debe entonces garantizar un equilibrio entre el uso y la conservación del recurso y del ecosistema. El día 25 de septiembre de 2009 se publicó en el periódico el Espectador un artículo que hace reflexionar sobre el tamaño de la problemática en cuanto a contaminación de aguas en Colombia; el artículo titulado “Colombia sólo trata 9% de sus aguas residuales” hace énfasis en que no solamente los ríos Magdalena, Cauca o Bogotá son los más contaminados del territorio; resalta que la realidad es que buena parte de los afluentes del país se encuentran en las mismas condiciones debido a la falta de plantas de tratamiento de aguas residuales. La problemática es grande, cifras publicadas por el Viceministerio de Agua y Saneamiento Básico señalan que sólo el 9% de las aguas de alcantarillado son tratadas en el país; a esto se le suman conceptos de profesionales como Jairo Alberto Romero Rojas, especialista en aguas subterráneas de la Universidad Hebrea de Jerusalén y actual profesor de la Maestría en Ingeniería Civil de la Escuela Colombiana de Ingenieros, los cuales sugieren que en el país se requiere construir unas 900 plantas para tratar las aguas de los alcantarillados. El documento se desarrolla en tres partes: un marco legar que lista la normatividad relacionada con la calidad del agua y el manejo de aguas residuales, la caracterización de las diferentes fuentes y tipos de contaminación del agua y finalmente, las consecuencias de la contaminación del agua y las alternativas para el tratamiento. Es un documento muy básico cuyo principal valor agregado se genera en la discusión de los factores sociales, económicos, técnicos, culturales, ecológicos, políticos y legislativos relacionados con la necesidad de conservar el recurso hídrico.

7

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Presentar la problemática que enfrentan las fuentes hídricas superficiales en Colombia por la descarga directa de aguas residuales y las alternativas que contribuyen a la recuperación de este recurso. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Identificar los factores y procesos que contaminan el agua

Reconocer las consecuencias que tiene contaminar las fuentes hídricas.

Describir los principales procesos para el tratamiento de aguas residuales.

8

3. MARCO LEGAL

Las normas de calidad establecen los lineamientos y límites permisibles sobre el vertimiento de aguas. De igual manera, establecen un conjunto de parámetros para controlar la calidad del recurso hídrico. En nuestro medio las normas de obligatorio cumplimiento son:

- Decreto No. 2811 de 1974 Libro II Parte III, por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.

- Decreto 1449 de 1977. Disposiciones sobre conservación y protección de

aguas, bosques, fauna terrestre y acuática.

- Decreto 1541 de 1978. Reglamenta el uso del agua de dominio privado.

- Decreto 1594 de 1984, expedido por el ministerio de Salud. Es de cumplimiento nacional y define los límites permisibles de contaminación para aguas superficiales de acuerdo con su uso y las condiciones de descarga de los vertimientos líquidos.

- Decreto 79 de 1986. Conservación y protección del recurso agua.

- Ley 99 de 1993. Administración de las cuencas hidrográficas.

- Decreto 3100 de 2003. Tasas retributivas por vertimientos líquidos

puntuales a cuerpos de agua.

- Decreto 3440 de 2004. Para el caso de los vertimientos de sustancias contaminantes a los cuerpos de agua.

- Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico:

RAS 2000. 3.1 GESTIÓN INSTITUCIONAL Las entidades públicas involucradas en la gestión del sector de aguas residuales pertenecen a tres tipos de niveles: Nacional, Regional y Local. A nivel nacional, las entidades responsables de la gestión en el tema de aguas residuales son el Ministerio del Medio Ambiente (MMA), el Ministerio de Desarrollo Económico (MDE), el Ministerio de Salud Pública (MSP) y el Departamento Nacional de Planeación (DNP).

9

Dos entidades adicionales de carácter nacional son responsables de la gestión en el tema de aguas residuales: la Comisión de Regulación de Agua Potable (CRA), adscrita al Ministerio de Desarrollo Económico, y la Superintendencia de Servicios Públicos (SSP), adscrita al DNP. A nivel regional distintas entidades son importantes en la gestión en aguas residuales. Se destacan las Corporaciones Autónomas Regionales y los Departamentos (Gobernaciones). A nivel local, la entidad pública más importante en la gestión de aguas residuales es el municipio. En este caso, la responsabilidad recae sobre las Secretarías que tienen funciones relacionadas con la gestión y conservación del ambiente y los recursos naturales. Lo anterior, en vista de que la denominación de las Secretarías y sus funciones son ajustadas a los requerimientos de cada ente territorial La Ley 142/94 establece que el municipio es el principal responsable de la gestión en aguas residuales a nivel local y está encargado de garantizar la prestación del servicio. A nivel de corregimientos y veredas, la responsabilidad directa sobre el manejo del agua es realizada por las Juntas de Acción Comunal o las Juntas Administradoras Locales a través de las comisiones empresariales.

10

4. MARCO TEÓRICO 4.1 GENERALIDADES SOBRE AGUAS RESIDUALES El agua es uno de los recursos naturales más fundamentales, y junto con el aire, la tierra y la energía constituye los cuatro recursos básicos en que se apoya el desarrollo. La importancia de la calidad del agua ha tenido un lento reconocimiento y valoración; hasta finales del siglo XIX no se asociaba al agua como causante de numerosas enfermedades infecciosas. Hoy en día, la importancia tanto de la cantidad como de la calidad del agua está fuera de toda duda. El agua es uno de los compuestos más abundantes de la naturaleza y cubre aproximadamente las tres cuartas partes de la superficie de la tierra. Sin embargo, diversos factores limitan la disponibilidad de agua para uso humano, entre los que se pueden citar: el acceso, la calidad, la cantidad. Más del 97% del agua total del planeta se encuentra en los océanos y otras masas salinas, y no están disponibles para casi ningún propósito. Del 3% restante, por encima del 2% se encuentra en estado sólido, hielo, resultando prácticamente inaccesible. Por tanto, para el hombre y sus actividades agrícolas e industriales, sólo resta un 0,62 % que se encuentra en lagos, ríos y aguas subterráneas. La cantidad de agua disponible es ciertamente escasa, aunque es mayor el problema de su distribución irregular en el planeta. Cuando el agua por diversos procesos es mezclada con un alto contenido de elementos contaminantes, toma el nombre de agua residual y genera procesos de contaminación cuando es descargada en los ecosistemas y la carga contaminante supera la capacidad natural de depuración del sistema. En Colombia del total de vertido generado por los focos de contaminación, sólo una parte es conducida hacia sistemas de tratamiento, mientras que el resto es descargado a fuentes de agua de manera directa. Es fácil afirmar que cualquier cambio químico, físico o biológico respecto de un nivel de base natural, constituye un fenómeno de contaminación. En este sentido, la contaminación se considera como una consecuencia del progreso, especialmente del desarrollo industrial y el crecimiento demográfico. Podría decirse entonces, que las aguas residuales, son aquellas que han perdido su calidad como resultado del uso en diversas actividades y que pueden originar efectos adversos a la salud de un número representativo de personas durante períodos previsibles de tiempo.

11

4.1.1 Tipos de contaminación. Los tipos de contaminación se clasifican según el factor ecológico que altere, aunque suelen afectar a más de un factor. Contaminación física. Las sustancias que modifican los factores físicos, pueden no ser tóxicas en sí mismas, pero alteran las características físicas del agua y afectan a la biota acuática, las más representativas son: • Sólidos en suspensión, turbidez y color • Agentes sensoactivos • Temperatura Contaminación química. Algunos efluentes cambian la concentración de los componentes químicos naturales del agua causando niveles anormales de los mismos. Otros, generalmente de tipo industrial, introducen sustancias extrañas al medio ambiente acuático, muchos de los cuales pueden actuar en detrimento de los organismos acuáticos y de la calidad del agua en general. En este sentido es el que ocasiona mayor contaminación; los parámetros más representativos que determinan dicha contaminación son: • Salinidad • pH • Sustancias marcadamente tóxicas • Demanda Química de Oxigeno (DQO). • Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) Contaminación por agentes bióticos. Este tipo de contaminación se genera por la descarga de material biogénico, que cambia la disponibilidad de nutrientes del agua, y por tanto, el balance de especies que pueden subsistir en el sistema. El aumento de materia orgánica origina el crecimiento de especies heterótrofas, que a su vez provoca cambios en las cadenas alimentarias y en la disponibilidad de oxígeno para su subsistencia. Un aumento en la concentración de nutrientes provoca el desarrollo de organismos productores, lo que también modifica el equilibrio del ecosistema. 4.1.2 Tipos de aguas residuales La clasificación de los diferentes tipos de agua se hace con respecto a su origen, ya que este origen es el que va a determinar su composición de las cuales tenemos aguas residuales urbanas e industriales.

12

Aguas residuales urbanas. Corresponde a los vertidos que se generan en los núcleos de población urbana como consecuencia de las actividades propias de éstos. Los aportes que generan estas aguas son: • Aguas negras o fecales • Aguas de lavado doméstico o grises • Aguas de lluvia y lixiviados Las aguas residuales urbanas presentan una cierta homogeneidad en cuanto a composición y carga contaminante, ya que sus aportes van a ser siempre los mismos. Pero esta homogeneidad tiene unos márgenes muy amplios, ya que las características de cada vertido urbano va a depender del núcleo de población en el que se genere, influyendo parámetros tales como el número de habitantes, la existencia de industrias dentro del núcleo, tipo de industria, etc. Aguas residuales industriales. En esta clase se ubican aquellas aguas residuales que proceden de cualquier actividad o negocio en cuyo proceso de producción, transformación o manipulación donde se utilice el agua. Presentan condiciones variables en cuanto a caudal y composición, difiriendo las características de los vertidos no sólo de una industria a otra, sino también dentro de un mismo tipo de industria. A veces, las industrias no emiten vertidos de forma continua, si no únicamente en determinadas horas del día o incluso únicamente en determinadas épocas de año, dependiendo del tipo de producción y del proceso industrial. También es habitual la variación de caudal y carga a lo largo del día. Son mucho más contaminadas que las aguas residuales urbanas, además, con una contaminación mucho más difícil de eliminar; su alta carga unida a la gran variabilidad de valores que presentan, hace que el tratamiento de las aguas residuales industriales sea un proceso complejo, siendo preciso un estudio específico para cada caso. 4.2 TIPOS DE CONTAMINANTES Actualmente, la contaminación de los cauces naturales tiene su origen según el tipo de vertimientos: • Vertidos urbanos • Vertidos industriales • Contaminación difusa (lluvias, lixiviados, etc.)

13

4.2.1 Clasificación de los contaminantes Las sustancias contaminantes que pueden aparecer en aguas residuales son muchas y diversas, entre estas encontramos principalmente de tipo orgánico e inorgánico. Contaminantes orgánicos. Los contaminantes orgánicos son compuestos cuya estructura química está compuesta fundamentalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Son los contaminantes mayoritarios en vertidos urbanos y generados en la industria agroalimentaria. Los compuestos orgánicos que pueden aparecer en las aguas residuales son: • Proteínas. Proceden fundamentalmente de excretas humanas o de desechos de productos alimentarios. Son biodegradables, bastante inestables y responsables de malos olores. • Carbohidratos. Dentro de este grupo se incluyen los azúcares, almidones y fibras celulósicas. Proceden, al igual que las proteínas, de excretas y desperdicios. • Aceites y grasas. Altamente estables, inmiscibles con el agua, proceden de desperdicios alimentarios en su mayoría, a excepción de los aceites minerales que proceden de otras actividades. • Otros. Se incluyen varios tipos de compuestos, como los tensioactivos, fenoles, organoclorados y organofosforados, etc. Su origen es muy variable y presentan elevada toxicidad. Contaminantes inorgánicos. Los contaminantes inorgánicos son de origen mineral y de naturaleza variada como sales, óxidos, ácidos, metales y bases inorgánicas, etc.; aparecen en cualquier tipo de aguas residuales, aunque son más abundantes en los vertidos generados por la industria. Los componentes inorgánicos de las aguas residuales estarán en función del material contaminante así como de la propia naturaleza de la fuente contaminante. 5.2.2 Contaminantes habituales en las aguas residuales Los contaminantes habituales en las aguas residuales son la arena, grasas y aceites, residuos con altos requerimientos de oxígeno, nitrógeno y fósforo, agentes patógenos y otros agentes específicos no contemplados en los anteriores. Arenas. Las arenas son elementos de particular tamaño y que en su mayoría son de naturaleza mineral, aunque pueden llevar adherida materia orgánica. Las

14

arenas enturbian las masas de agua cuando están en movimiento, o bien forman depósitos de lodos si encuentran condiciones adecuadas para sedimentar. Grasas y aceites. Las grasas y aceites son todas aquellas sustancias de naturaleza lipídica, que al ser inmiscibles con el agua, van a permanecer en la superficie dando lugar a la aparición de natas y espumas. Estas natas y espumas entorpecen cualquier tipo de tratamiento físico o químico, por lo que deben eliminarse en los primeros pasos del tratamiento de un agua residual. Residuos con requerimiento de oxígeno. Los residuos con requerimiento de oxígeno son compuestos tanto orgánicos como inorgánicos que sufren fácilmente y de forma natural procesos de oxidación, que se llevan a cabo con un consumo de oxígeno del medio. Estas oxidaciones se realizan ya sea por vía química o bien por vía biológica. Nitrógeno y fósforo. Tienen un papel fundamental en el deterioro de las masas acuáticas. Su presencia en las aguas residuales es debida a los detergentes y fertilizantes, principalmente. El nitrógeno orgánico también es aportado a las aguas residuales a través de las excretas humanas. Agentes patógenos. Los agentes patógenos son organismos que pueden ir en mayor o menor cantidad en las aguas residuales y que son capaces de producir o transmitir enfermedades. Otros contaminantes específicos. En este grupo se incluyen sustancias de naturaleza muy diversa que provienen de aportes muy concretos: metales pesados, fenoles, petróleo, pesticidas, etc.

4.3 CONSECUENCIAS QUE ACARREAN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES SIN NINGÚN TIPO DE TRATAMIENTO La descarga de aguas residuales en los ecosistemas acuáticos o terrestres traen consigo el cambio en el aspecto físico del sistema donde es vertido y la alteración de la dinámica biológica y las características físico-químicas y biológicas del mismo. Algunas de las consecuencias son: Aparición de fangos y flotantes. Las aguas residuales presentan sólidos en suspensión de gran tamaño que cuando llegan a los cauces naturales pueden dar lugar a la aparición de sedimentos de fango en el fondo de dichos cauces, alterando significativamente la vida acuática a este nivel, ya que dificultará la transmisión de gases y nutrientes hacia los organismos que viven en el fondo y el tipo de organismos que sobreviven a estas condiciones.

15

Por otra parte, ciertos sólidos, dadas sus características, pueden acumularse en las orillas formando capas de flotantes que resultan desagradables a la vista y además, acumular otro tipo de contaminantes que pueden llevar a efectos más graves. Agotamiento del contenido en oxígeno. Los organismos acuáticos precisan del oxígeno disuelto (OD) en el agua para poder vivir. Cuando se vierten en las masas de agua residuos que se oxidan fácilmente, bien por vía química (DQO) o por vía biológica (DBO), se producirá la oxidación con el consiguiente consumo de oxígeno en el medio.

Si el consumo de oxígeno es excesivo, se alcanzarán niveles por debajo de los necesarios para que se desarrolle la vida acuática, dándose una muerte masiva de seres vivos; además, se desprenden malos olores como consecuencia de la aparición de procesos bioquímicos anaeróbicos, que dan lugar a la formación de compuestos volátiles y gases. Daño a la salud pública. Las descargas de aguas residuales a las diversas fuentes superficiales, pueden fomentar la propagación de virus y bacterias patógenos para el hombre. Generalmente favorecen la presencia e incremento de plagas domésticas tales como moscas, cucarachas, ratones y hormigas, o el aumento de agentes transmisores de enfermedades tales como los zancudos. Eutrofización. Un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos propicia un desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes; zoo y fitoplancton y plantas superiores. Estas poblaciones acaban superando la capacidad del ecosistema acuático, pudiendo llegar a desaparecer la masa de agua. Contaminación por bioacumulación en los organismos. El vertimiento de elementos pesados en las aguas o de sustancias pesticidas de lenta degradación son incorporados en los organismos a medida que pasa por los diferentes niveles tróficos de las cadenas alimenticias. Este es el caso del mercurio, el cual se acumula en los tejidos de los peces; Según estudios de tejidos de peces de cuero tipo bagre, se ha encontrado presencia de mercurio en niveles superiores a los admitidos por la OMS. Es importante anotar que el mercurio es un elemento que conlleva a alteraciones genéticas en el ser humano. Otros efectos. Pueden ser muy variados y van a ser consecuencia de contaminantes muy específica, como valores de pH por encima o por debajo de los límites tolerables, presencia de tóxicos que afecta directamente a los seres vivos, etc.

16

4.3. IMPACTO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LAS FUENTES DE AGUA SUPERFICIALES La contaminación actúa sobre el medio ambiente acuático alterando el delicado equilibrio de los diversos ecosistemas integrado por organismos productores, consumidores y descomponedores que interactúan con componentes sin vida originando un intercambio cíclico de materiales. Aunque el hombre no es un ser acuático, ha llegado a depender intensamente del medio ambiente acuático para satisfacer sus necesidades tecnológicas y sociales. Es difícil eliminar los contaminantes y si el agua original tiene gran proporción de minerales, el problema se complica. No se pretende afirmar que antes de llegar el hombre con su tecnología, el agua era pura; aún después de la aparición del hombre, transcurrieron muchos años antes de que hubiera ningún cambio en el ambiente. Cuando las poblaciones empezaron a verter sus desechos en ríos y lagos fue cuando las aguas se deterioraron. Las aguas residuales constituyen un importante foco de contaminación de los sistemas acuáticos en el país, siendo necesarios los sistemas de depuración antes de evacuarlas, como medida importante para la conservación de dichos sistemas. 4.4. MINIMIZACION DE IMPACTOS GENERADOS POR LA DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES Como profesionales y aún más como maestrantes focalizados en la sostenibilidad medioambiental, es deber infundir en las comunidades buenas prácticas para la gestión del recurso hídrico, las cuales tendrán por finalidad: • Disminuir el gasto de agua, minimizando su consumo o reciclando y reutilizando al máximo el suministro. • Fomentar la implementación de sistemas adecuados de captación de agua con el objetivo de extraerla con el menor deterioro posible de los ecosistemas, es decir, dejando una parte para el desarrollo normal de ríos, humedales y acuíferos subterráneos. • Realizar la descarga de aguas residuales hacia los cursos naturales en condiciones aceptables para que el impacto sobre los ecosistemas sea mínimo. • Contribuir para que los diversos tipos de sistemas de tratamiento de aguas residuales se realicen con un mínimo gasto energético e impacto ecológico. En los países donde se han realizado programas de lucha contra la contaminación de las aguas, estos programas han conducido siempre a una reducción de la demanda de agua.

17

En el caso de la industria, la reducción del consumo de agua es primordial, en poco tiempo las industrias se darán cuenta que sale mucho más barato reciclar el agua que tratarla. 4.5 EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES El Proceso de tratamiento de aguas residuales persigue eliminar en la mayor cantidad posible la contaminación que lleva un vertimiento antes de que éste incida sobre un cauce receptor, de forma que los niveles de contaminación que queden en el efluente ya tratado puedan ser asimilados de forma natural. El agua es indispensable para la vida de los seres vivos; es tomada de la naturaleza, donde se encuentra limpia para ser utilizada en diversas actividades como las industriales, las domésticas, las agrícolas, las pecuarias, etc. Este es el primer componente del sistema y es desde allí donde se deben iniciar las primeras alternativas de uso y ahorro eficiente. Como es lógico, después de ser utilizada se contamina. Si se quiere que siempre sea útil, el agua debe ser tratada antes de devolverla a la naturaleza (cuerpos de agua receptores); este el segundo componente del sistema y es aquí donde se debe incentivar en las comunidades sobre una conciencia generadora de procesos que contaminen menos el recurso (producción más limpia). Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), forman parte del tercer componente del sistema y su finalidad es “limpiar” el agua sucia. Su diseño está sujeto a los dos componentes anteriores; cantidad de caudal y tipo de agua residual generada. Por lo tanto la finalidad de éste análisis es dar a conocer que aunque las plantas de tratamiento contribuyen a la minimización y/o reducción de la contaminación de vertimientos, no es el único componente del sistema. Más aun cuando las políticas de consecución de un verdadero desarrollo sostenible han globalizado al mundo. El tratamiento de aguas residuales tiene un componente político con repercusiones legales y económicas. En primera instancia, el componente político propone una organización institucional que garantiza el reconocimiento del problema a nivel socio ambiental, lo diagnóstica y a partir de los resultados diseña políticas e instrumentos económicos para atender la problemática ambiental asociada a la contaminación del recurso hídrico. Las primeras medidas están relacionadas con la tasa retributiva. El valor de la tasa retributiva que cancelan las Empresas Prestadoras de Servicios Públicos es directamente proporcional a la cantidad de caudal descargado a un cuerpo de agua receptor; el cual se debe invertir en la conservación y depuración del recurso

18

agua. De esta manera, la normatividad garantiza recursos que financian la implementación de plantas de tratamiento de aguas residuales. En las medidas legales se inicia con la implementación de normas para la construcción, operación, mantenimiento de plantas de tratamiento de aguas residuales, en la cual se disponen normas que determinar la calidad del agua que saldrá del proceso y que podrá ser vertida al ecosistema. No cabe duda que la existencia de los derechos constitucionales de tercera generación entregan deberes a los ciudadanos para promover la conservación del ambiente desde su accionar social, económico, cultural y político. Es por ello, que el tema de la contaminación del agua, parte de la base social y fortalece el control institucional. 4.5.1. Las PTAR A continuación se hará una breve descripción del funcionamiento de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Las aguas servidas se vierten al sistema de alcantarillado y a través de un sistema de colectores es conducida hasta la planta de tratamiento. El tratamiento se inicia en el pre-tratamiento mediante el bombeo de entrada, donde el agua es impulsada a una cota que le permitirá circular por diferentes elementos de la planta; unas rejas de desbaste que retienen la suciedad sólida más gruesa; se trata del desbaste de gruesos, la operación se repite con tamices más espesos, que forman el desbaste de finos. El pre-tratamiento continúa y acaba en la trampa de grasas y el desarenador, donde, por procesos mecánicos, se hunden las arenas y flotan las grasas. En casos de fuertes contaminaciones industriales, se añaden coagulantes químicos y se produce la floculación: esto favorece la decantabilidad de la materia en suspensión. El siguiente paso consiste en separar por medios físicos los detritos en el decantador primario, en cuyo fondo se pretende que se depositen los fangos primarios. La carga contaminante restante se elimina por medios biológicos, ya que determinadas bacterias se alimentan de la materia orgánica, tanto disuelta como en suspensión. Para ello, necesitamos un depósito llamado reactor biológico y una aportación de oxígeno. En el edificio de sopladores se aporta al reactor biológico el aire que las bacterias necesitan para poder asimilar la materia orgánica. Por su peso, los biosólidos formados en el reactor se depositan en el fondo del decantador secundario y así se separan del agua. Al agua ya limpia retorna a la naturaleza y continúa su ciclo.

19

Finalmente el cuarto componente del sistema se localiza en las fuentes de agua receptoras, las cuales dependen del tipo de agua vertida, para poder ser corredores biológicos, es decir, mantener la vida de plantas, de invertebrados, de varias especies de animales y del hombre. La Figura 1, muestra el proceso resumido del funcionamiento de una PTAR

Figura 1. Esquema de funcionamiento de una PTAR.

Fuente: http://www.rema.com.mx/plantaaguasnegras.html

4.5.2. Los biodigestores y plantas de tratamiento caseras Colombia es un país con grandes diferencias en el desarrollo urbano y rural. La infraestructura de servicios de las zonas urbanas no cubre las totalidad de la zona rural debido a dificultades de orden geográfico. Por ello, las soluciones rurales a la contaminación del agua en procesos domésticos y productivos también tiene una alternativa. Las aguas derivadas de la producción pecuaria se utilizan para la producción de biogás mediante biodigestores caseros o industriales, dependiendo de la cantidad de agua contaminada que generan. La ventaja es que se captura el metano, el líquido resultante se utiliza en la fertilización de cultivos o estanques. A nivel casero, existen pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales que realizan el proceso de depuración del agua. No obstante, ahora surge la posibilidad de construir humedales artificiales en los procesos de depuración de aguas donde los volúmenes de vertido son escasos.

20

Figura 2. Biodigestor casero e industrial

Fuente:

http://www.bioero.com/biotecnologia/%C2%BFcomo-funciona-un-biodigestor.html

Fuente:

http://www.ison21.es/wp-content/uploads/2007/12/biodigestor.gif

Figura 3. Otras opciones de tratamiento

Tratamiento para zonas rurales o residencias

no conectadas al sistema de alcantarillado Fuente: http://mhidalgo.olx.com.mx/pictures/plantas-compactas-para-tratamiento-de-aguas-residuales-iid-

38675254#

Humedales artificiales

Fuente: http://www.madrimasd.org/blogs/remtavares/2009/04/02/115734

21

6. DISCUSIÓN La discusión sobre la importancia del recurso agua y la depuración de ésta luego de ser usada en actividades domésticas, industriales o agrícolas, parte de un reconocimiento de las actividades que desarrolla el ser humano desde su nacimiento hasta el desarrollo de sus potencialidades físicas e intelectuales. A lo largo de la construcción del documento se debate sobre los factores sociales, económicos, técnicos, culturales, ecológicos, políticos y legislativos relacionados con el tratamiento del agua. Parte de esta discusión reconoce la amplia disponibilidad de documentos sobre manejo del agua, tanta, que no es fácil seleccionar o condensar la información y los datos sobre el tema. Tal vez podría pensarse que el marco teórico es escaso frente a las posibilidades de “contextualizar a manera de ensayo” la información asimilada. Los factores sociales son el motor que ha conllevado a la investigación y desarrollo de soluciones en el tratamiento del agua. La incidencia de enfermedades, la generación de malos olores y el deterioro de los ecosistemas son efectos utilizados por los ambientalistas para presionar a las autoridades políticas y entidades académicas. Estos factores sociales han tocado de manera importante a la economía, pues el aumento de enfermedades trae consigo la deserción laboral o la continua inasistencia laboral por enfermedades. Así mismo, la contaminación del agua, implica más inversiones en las industrias con el fin de purificar el agua; situación trascendental para la industria de los alimentos y de las altas tecnologías. Las posibilidades técnicas han pasado desde procesos físicos hasta procesos biológicos y de ingeniería genética. En este último caso, se obtienen organismos genéticamente modificados para mejorar los procesos de degradación de la materia orgánica o para mejorar su capacidad facultativa. Tal vez, el componente técnico ha sido de gran importancia pues ha permitido establecer lineamientos sobre las posibilidades de tratamiento del agua y las posibilidades de regular, mediante normas, la implementación de las mismas. Parte de las dificultades para lograr un cambio en el concepto está relacionado con los factores culturales. En Colombia, es poca la educación ambiental y el reconocimiento del derecho a un ambiente sano. Las personas pueden tener conocimiento sobre actividades que contaminan el agua, pero, mientras que la Ley no sancione, no se actúa. Igual las empresas, estas establecen tablas de valoración de costos ambientales, realizando tratamientos de depuración de las aguas hasta donde la relación costo/beneficio es ideal para la empresa; es decir, descontamina hasta donde le reconocen. Las consecuencias ecológicas no se hacen esperar. El componente biológico es el más afectado: la dinámica de las especies cambia, algunas desaparecen, otras

22

son desplazadas, otras son oportunistas, otras se adaptan a la nueva situación. Sin embargo, lo más preocupante es que se supera la capacidad de asimilación y dispersión del sistema natural, alterándose hasta valores que hacer que, no se mantenga la capacidad de resiliencia y se deteriore el ecosistema. Probablemente, la recuperación natural sea en el largo plazo, o en el corto plazo, con la ayuda de técnicas y procedimientos diseñados por el hombre para tal fin. Frente a las situaciones anteriores, el hombre inicia a establecer acuerdos que se constituyen en políticas consensuadas o políticas normativas, predominando las normativas. Las políticas normativas se traducen en actos legislativos que regulan la creación y funcionamiento de instituciones y la imposición de sanciones mediante la creación de impuestos a quienes contaminan el agua o sanciones económicas a quienes no atienden los lineamentos definidos por la “sociedad legislativa”. El resultado de la interacción de todos los factores han sido las estrategias para el uso eficiente y racional del agua. Estrategias que minimizarían la producción de aguas residuales. Sin embargo, la política ambiental no es consistente con la política económica, toda vez, que se mantiene una alta carga tributaria a la inversión en control de la contaminación o en artefactos para la minimización de la contaminación o el uso racional de los recursos. Finalmente, los acuerdos sectoriales, que surgen como alternativas empresariales para lograr alcanzar los estándares definidos por las autoridades públicas se constituyen en un elemento en contra del avance de las políticas ambientales. El sentido nace desde el Neoliberalismo y la economía del mercado. En general, de la discusión y los conceptos construidos queda claro que el principal agente transformador es la persona y su capacidad para influir en las acciones de las demás personas y las instituciones. La construcción de una moral ambiental social y colectiva es importante, y todo depende de cómo las personas reconstruyen el concepto de la Ética, desde el reconocimiento del autocuidado y de la relación con los demás y el ambiente.

23

CONCLUSIONES

Teniendo en cuenta el contexto nacional, es necesario hacer énfasis primordial en métodos de minimización de volúmenes de aguas residuales más que en el diseño de sistemas de tratamiento. Ya que la implementación de tales sistemas es costosa y aún hay falencias en el suministro de agua potable, por lo tanto hablar de plantas de tratamiento de aguas residuales es muy fácil, sin embargo la economía del país no es la adecuada y no existen los suficientes recursos para la cobertura nacional.

Todo sistema de tratamiento posee una vida útil en su diseño, el Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, establece periodos de diseño hasta de treinta años según la cantidad de habitantes de cada zona (nivel de complejidad); una vez concluido el periodo de diseño es necesario implementar acciones de optimización o de rediseño, lo que conlleva a una nueva inversión. Sin embargo, si en la actualidad se trabaja en metodologías de concientización como el de uso eficiente y ahorro del agua, estos periodos podrían ampliarse al doble de tiempo.

Todo sistema de tratamiento de aguas residuales genera unos costos de operación y mantenimiento, los cuales deben ser soportados por la comunidad, ésta es una de las grandes falencias de los sistemas actuales, debido a que más del 80% de la población colombiana es de clase media baja y no posee los suficientes ingresos para contribuir a tal proceso. Nuevamente se hace evidente la minimización de caudales a tratar, ya que a menor volumen; menores serán los costos.

Debe analizarse lo ocurrido en La Asamblea General de Naciones Unidas, en la cual se aprobó el día 28 de julio del presente año, en su sexagésimo cuarto período de sesiones, una resolución que reconoce al agua potable y el saneamiento básico como derecho humano esencial para el pleno disfrute de la vida y de todos los derechos humanos. Se genera así un contexto legislativo que las naciones deben abordar con mucho cuidado, ya que tal planteamiento, induce a que son los estados quienes aborden todo el campo de suministro y evacuación del agua. Por lo tanto y más económico será la implementación de alternativas de prevención focalizadas en la minimización de volúmenes de consumo y por ende en la minimización de volúmenes vertidos.

24

BIBLIOGRAFIA

APHA – AWWA – WPCF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 15. ed. Chicago. 1980. 505 p. BENAVIDES, Eduardo Javier y TULCÁN, Emerson Leandro. Determinación de la carga contaminante del río Pasto, generada por los vertimientos del alcantarillado de la cabecera municipal. San Juan de Pasto 2002. 250 p. Trabajos de grado (Ingeniero Civil). Universidad de Nariño. Facultad de Ingeniería. MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Decreto 1594 de aguas residuales. Bogota 1984. 354 p. Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico. RAS 2000: Tratamiento de Aguas Residuales: Titulo E. Santafe de Bogota. 2000. 143 p. SALAZAR ARIAS, Álvaro. Contaminación de recursos Hídricos – Modelos y control. 2. ed. Medellín: Universidad de Antioquia. 590p.1996.

25

CIBERGRAFIA

ELMESPECTADOR.COM, http://www.elespectador.com/impreso/negocios/articuloimpreso-colombia-solo-trata-9-de-sus-aguas-residuales, 2008 ORGANIZACIÓN DE LA NACIONES UNIDAS – ONU - , Asamblea General de Naciones Unidas. http://www.un.org/es/ 2010. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL – MAVDT -, VICEMINISTERIO DE AGUA, http://www.minambiente.gov.co/portal/default.aspx UNIVERSIDAD DEL VALLE – INSTITUTO CIANARA. Investigación sobre El agua contaminada y la afección en el hombre.222222222222222222222222. http://www.univalle.edu.co/horganismos.htlm.15 de marzo del 2009 WATER FOR LIFE. Estudio sobre el proceso de investigación científica. http://outreach.ecology.uga.edu/wfl/lesson4.htm. 2010