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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MOMENTO COLABORATIVO ESTUDIANTES BENÍTEZ CAMARGO ADRIANA PATRICIA ORTEGA SINNING EBERTO RAFAEL VANEGAS PADILLA ANGÉLICA PATRICIA VERGARA RADA LIRENA JACKELINE DOCENTE NELSON RODRÍGUEZ VALENCIA. PhD Doc. Investigador UNIVERSIDAD DE MANIZALES MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS CENTRO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA CEDUM COHORTE XII 2015

Benítez adriana aporte_colaborativo

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MOMENTO COLABORATIVO

ESTUDIANTES

BENÍTEZ CAMARGO ADRIANA PATRICIA

ORTEGA SINNING EBERTO RAFAEL

VANEGAS PADILLA ANGÉLICA PATRICIA

VERGARA RADA LIRENA JACKELINE

DOCENTE

NELSON RODRÍGUEZ VALENCIA. PhD

Doc. Investigador

UNIVERSIDAD DE MANIZALES

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS

CENTRO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA – CEDUM

COHORTE XII

2015

1. RESUMEN

El tratamiento de aguas residuales, es un proceso de tratamiento que incorpora

transformaciones físicas, químicas y biológicas, con el objeto de tratar y remover los

contaminantes físicos, químicos y biológicos del agua, efluente del uso humano. El objetivo

de este ensayo es realizar un análisis sobre el impacto ambiental que genera los

vertimientos de agua residual procedentes de las plantas de tratamiento operadas por la

empresa EMDUPAR S.A. E.S.P. a los ríos Guatapurí y Cesar, en el departamento del

Cesar, para ello se realizó una búsqueda en el archivo de la empresa de servicios Públicos

de Valledupar y en el buscador Google académico. Los sistemas de tratamiento de aguas

residuales de la ciudad de Valledupar están constituidos por tres fases. Un tratamiento

primario consistente en desarenación y cribado. Una segunda fase consistente en lagunas

anaeróbicas seguidas de facultativas y un tratamiento terciario consistente en lagunas de

maduración. Actualmente el río Cesar presenta el punto más crítico de contaminación

orgánica y de material fecal (representado por bacterias de interés en salud pública por su

potencial de generar enfermedades gastrointestinales) en el sector del Puente Salguero,

por la ubicación de las lagunas de oxidación, donde se incorporan los vertimientos del

sistema de aguas residuales de la ciudad de Valledupar.

2. INTRODUCCIÓN

A nivel mundial existe una gran presión sobre los recursos hídricos, según la UNESCO

(2003) el 69% del agua dulce disponible en el planeta se destina a la agricultura, el 23% a

la industria y solo el 8% al consumo doméstico, varias son las razones que han generado

la actual situación de desequilibrio entre la oferta existente y la creciente demanda de agua,

entre esas, la inequitativa distribución de las fuentes hídricas y la degradación a la que han

sido sometidas. (Delgadillo et al., 2010)

América latina se ha visto enfrentada a diversos desafíos en cuanto al manejo del agua,

entre ellos se pueden destacar los cambios climáticos, el crecimiento desmedido de

edificaciones debido al desplazamiento de las poblaciones rurales hacia las ciudades, así

como la industrialización que ha traído consigo la globalización. (Beltrán et al., 2014).

Adicional a ello la disposición final de las aguas residuales domésticas e industriales

generadas en las diversas actividades humanas representa un problema cuya magnitud se

encuentra en constante crecimiento y que empeora cuando se trata de grandes ciudades.

(Delgadillo et al., 2010)

La sobrepoblación mundial, ha traído consigo la generación de efluentes en forma

directamente proporcional, lo cual, sumado al crecimiento vertiginoso del sector industrial y

urbano han provocado la saturación de la capacidad de asimilación del medio ambiente, los

cuales en su mayoría son daños irreversibles del equilibrio ecológico. (Crespi et al., 2005).

Colombia se considera uno de los países que posee alta abundancia de recursos hídricos

de superficie en el mundo, con valores de escurrimiento promedio en sus principales

regiones hidrográfica que superan los 66.344 m³/s., representadas en más de 700.00

microcuencas. La Región hidrográfica del Caribe con valores de escurrimiento de 15.430

m³/s (IDEAM, 2001), alberga el macizo montañoso de la Sierra Nevada de Santa Marta,

donde nacen los ríos de esta cuenca que son al mismo tiempo cortos y torrentosos, poco

aptos para la navegación, pero aprovechables para el regadío y para la producción de

energía hidroeléctrica. Los ríos más destacados de esta cuenca son el Fundación, el

Ranchería o Riohacha y el Cesar, este último entrega sus aguas al Magdalena, a través de

la laguna de Zapatosa ubicada entre los departamentos de Magdalena y Cesar.

(Corpocesar, 2015)

Actualmente el tratamiento de las aguas residuales en Colombia es uno de los problemas

ambientales más críticos. Las descargas constantes de aguas residuales domésticas y los

vertimientos del sector agropecuario e industrial están contaminando las fuentes hídricas,

ocasionando daños ambientales y afectaciones a la salud humana.

En el Departamento del Cesar la cobertura en la zona urbana del servicio de alcantarillado

es del 64,01%, y en la zona rural del 15.70% (Plan de Desarrollo del Departamento del

Cesar, 2013). Por lo general son las empresas de servicios públicos las encargadas de la

operación de los sistemas de tratamiento de las aguas residuales, las cuales no manejan

la calidad ni la cantidad de los efluentes vertidos sobre los cuerpos de agua. Estos sistemas

generalmente se encuentran conformados por redes colectoras y lagunas de oxidación, que

a su vez no tienen el ciclo completo (en su mayoría sólo tienen una laguna facultativa)

situación que genera que se presenten signos contaminantes en los cuerpos receptores.

El sistema de tratamiento de las aguas residuales en la ciudad de Valledupar es operado

por la empresa de servicios públicos EMDUPAR y se encuentra constituido por diez

colectores, tres emisarios, redes de diversos diámetros y dos plantas de tratamiento

(Tarullal y Salguero) en las que a su vez se realiza un tratamiento de tipo primario el cual

consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar

los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso

humano. (Movilla, 2012) y que finalmente vierten a los ríos Guatapurí y Cesar

respectivamente.

Los sistemas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Valledupar están

constituidos por tres fases. Un tratamiento primario consistente en desarenación y cribado.

Una segunda fase consistente en lagunas anaeróbicas seguidas de facultativas y un

tratamiento terciario consistente en lagunas de maduración.

Actualmente el río Cesar presenta el punto más crítico de contaminación orgánica y de

material fecal (representado por bacterias de interés en salud pública por su potencial de

generar enfermedades gastrointestinales) en el sector del Puente Salguero, por la ubicación

de las lagunas de oxidación, donde se incorporan los vertimientos del sistema de aguas

residuales de la ciudad de Valledupar. (Corpocesar, 2011)

3. OBJETIVOS

Caracterizar los tratamientos de depuración adecuados para los diferentes tipos de

aguas residuales generados en nuestro país, considerando la normativa vigente

integrando aspectos técnicos, sociales y económicos.

Investigar sobre los diferentes sistemas para el tratamiento de aguas residuales

industriales, agrícolas y residenciales

Reconocer el impacto que generan las aguas residuales según su naturaleza.

Identifica y propone los sistemas de tratamiento que deben utilizarse en función del

tipo de contaminación.

4. MARCO TEORICO Y DISCUSIÓN

Los métodos de depuración de residuos se remontan a la antigüedad y se han encontrado

instalaciones de alcantarillado en lugares prehistóricos de Creta y en las antiguas ciudades.

Las canalizaciones de desagüe construidas por los romanos todavía funcionan en nuestros

días. Aunque su principal función era el drenaje, la costumbre romana de arrojar los

residuos hacia el contenido de los pozos negros se empleaba como fertilizante en las

granjas cercanas o era vertido en los cursos de agua o en tierras no explotadas. Unos siglos

después se recuperó la costumbre de construir desagües, en su mayor parte en forma de

canales al aire o zanjas en la calle. Al principio estuvo prohibido arrojar desperdicios en

ellos, pero en el siglo XIX se aceptó que la salud pública podía salir beneficiada si se

eliminaban los desechos humanos a través de los desagües para conseguir su rápida

desaparición.

A comienzos del siglo XX, algunas ciudades e industrias empezaron a reconocer que el

vertido directo de desechos en los ríos provocaba problemas sanitarios. Esto llevó a la

construcción de instalaciones de depuración. Aproximadamente en aquellos mismos años

se introdujo la fosa séptica como mecanismo para el tratamiento de las aguas residuales

domésticas tanto en las áreas suburbanas como en las rurales. Para el tratamiento en

instalaciones públicas se adoptó primero la técnica del filtro de goteo. Durante la segunda

década del siglo, el 7 proceso de lodo activado, desarrollado en gran Bretaña, supuso una

mejora significativa por lo que empezó a emplearse en muchas localidades de ese país y

de todo el mundo. Desde la década de 1970, se ha generalizado en el mundo industrializado

la cloración, un paso más significativo del tratamiento químico.

Un sistema de alcantarillado está integrado por todos o algunos de los siguientes

elementos: atarjeas, colectores, interceptores, emisores, plantas de tratamiento, estaciones

de bombeo, descarga final y obras accesorias. El destino final de las aguas servidas podrá

ser, previo tratamiento, desde un cuerpo receptor hasta su reutilización, dependiendo del

tratamiento que se realice y de las condiciones particulares de la zona de estudio. Los

desechos líquidos de un núcleo urbano, están constituidos, fundamentalmente, por las

aguas de abastecimiento después de haber pasado por las diversas actividades de una

población. Estos desechos líquidos, se componen esencialmente de agua más sólidos

orgánicos disueltos y en suspensión.

Las aguas residuales se pueden considerar como la combinación de los residuos líquidos

procedentes tanto de viviendas como de instituciones públicas y establecimientos

industriales y comerciales a los que pueden agregarse, eventualmente, aguas

subterráneas, superficiales y pluviales. Así mismo las aguas residuales municipales son los

residuos líquidos transportados por la red de alcantarillado de una población para

posteriormente ser tratados en una planta de tratamiento municipal. (Torres, 2010)

Las aguas residuales se clasifican según su origen en:

Domésticas: consisten básicamente en residuos humanos que llegan a las redes

de alcantarillado por medio de descargas hidráulicas de las edificaciones, así mismo

son originadas en establecimientos comerciales, públicos y similares.

Industriales: son generados en procesos industriales. Poseen características

específicas, dependiendo del tipo de industria.

Pluviales: son las originadas por el escurrimiento superficial de las lluvias que fluyen

desde los techos, calles, jardines y demás superficies del terreno. Los primeros

flujos de agua lluvia son generalmente muy contaminados debido al arrastre de

basura y demás materiales acumulados en la superficie. La naturaleza de esta agua

varía según su procedencia: zonas urbanas, rurales, semi rurales y aún dentro de

estas zonas se presentan enormes variaciones según el tipo de actividad o uso del

suelo que se tenga.

Agrícolas: provienen de la escorrentía superficial de las zonas agrícolas. Se

caracterizan por la presencia de pesticidas, sales y un alto contenido de sólidos en

suspensión. La descarga de esta agua es recibida directamente por los ríos o por

los alcantarillados. (Ecured, 2015)

Parámetros Mínimos de Calidad del Agua: DBO total y soluble, DQO total y soluble,

Sólidos totales y totales volátiles, Sólidos en suspensión totales y volátiles, Nitrógeno

amoniacal, Nitrógeno orgánico, Nitratos (para lagunas aireadas), Oxígeno disuelto por los

métodos electrométrico o Winkler, Temperatura, pH, Coliformes Totales, Coliformes

Fecales y Parásitos.

Figura N°1 - Características que definen la calidad del Agua

Fuente: Lecturas unidad III, Módulo Manejo integrado del Agua.

a) Características físicas:

Turbiedad, Color, Olor, Sabor, Temperatura, Solidos y Conductividad

b) Características Químicas

Acidez, alcalinidad, agentes espumantes, dureza, materia orgánica, PH y grasas.

AI, NH4+, Sb, As, Asbesto, Ba, B, Cd, Cn, Zn, Cl, Cu, Cr y Fenoles. Fluoruros,

Fosfatos, Hidrocarburos, Fe, Mn, Hg, Nitratos, y Nitritos. Plaguicidas, Sulfatos, Ag,

Pb

c) Características Biológicas:

Algas, Bacterias, virus, Protozoos, Helmintos, Cianobacterias, Rotíferos,

Copépodos, Otros crustáceos, Insectos.

- Etapas del Tratamiento de Aguas Residuales

a. Tratamientos Preliminares: Se hacen iniciales a los tratamientos primarios,

secundarios, o terciarios, pues las aguas residuales pueden venir con desechos muy

grandes y voluminosos que no pueden llegar a las plantas de tratamiento y sirven

de igual manera para aumentar la efectividad de estos procesos, aquí son utilizadas

las rejillas, los tamices y los microfiltros.

- Las Rejillas: Con éstas se retiene todo el material grueso, su principal objetivo es

retener basuras, material sólido grueso que pueda afectar el funcionamiento de las

bombas, válvulas, aireadores, etc. Se utilizan solamente en los desbastes previos,

y sirven para que los desechos no dañen las maquinas. Se construyen con barras

de 6 mm de grosor y son acomodadas aproximadamente a 100 mm de distancia.

Tomada

de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_preliminar.htm

- Los Tamices: Luego de las rejillas se colocan Tamices, con aberturas menores

para remover un porcentaje más alto de sólidos, con el fin de evitar atascamiento

de tuberías, filtros biológicos, con una abertura máxima de 2.5 mm. Tienen una

inclinación particular que deja correr el agua y hace deslizar los desechos por fuera

de la malla. Necesita un desnivel importante entre el punto de alimentación del agua

y el de salida.

- Los Microfiltros: Son planillas giratorias plásticas o de acero por las cuales circula

el agua y recogen los desechos y las basuras en su interior, los microfiltros tiene

sistemas de lavado para que así puedan mantener las mallas limpias. Dependiendo

de la aplicación que tengan se selecciona el tamaño de las mallas.

- Desarenadores: Son unidades encargadas de retener arenas, guijarros, tierra y

otros elementos vegetales o minerales que traigan las aguas.

Tomada

de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_preliminar.htm

b. Tratamientos Primarios

En este tipo de tratamiento lo que se busca es remover los materiales que son posibles de

sedimentar, usando tratamiento físicos o físico-químicos. En algunos casos dejando,

simplemente, las aguas residuales un tiempo en grandes tanques o, en el caso de los

tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques,

sustancias químicas quelantes (La precipitación química o coagulación es un proceso por

el cual se agregan sustancias químicas para que así se de una coagulación de los desechos

y poder retirar así los sólidos) que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se

incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y la eliminación de contaminantes

volátiles como el amoniaco (desorción). Las operaciones que incluye son el desaceitado y

desengrase, la sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la desorción.

La sedimentación física es el proceso mediante el cual se dejan asentar por gravedad los

sólidos en suspensión en las aguas residuales. Las bacterias que crecen en este medio,

junto con otros sólidos, se retiran en un tanque de sedimentación secundario y se hacen

entrar de nuevo al tanque de ventilación. En este tipo de tratamiento se pueden retirar de

un 60 a un 65% de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en

las aguas residuales.

c. Tratamiento Secundario

Se da para eliminar desechos y sustancias que con la sedimentación no se eliminaron y

para remover las demandas biológicas de oxígeno. Con estos tratamientos secundarios se

pueden Expeler las partículas coloidales y similares. Puede incluir procesos biológicos y

químicos. Este proceso acelera la descomposición de los contaminantes orgánicos. El

procedimiento secundario más habitual es un proceso biológico en el que se facilita que

bacterias aerobias digieran la materia orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele

hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla

con agua cargada de lodos activos (microorganismos). Estos tanques tienen sistemas de

burbujeo o agitación que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los

microorganismos. Posteriormente se conduce este líquido a tanques cilíndricos, con

sección en forma de tronco de cono, en los que se realiza la decantación de los lodos.

Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas menos impurezas. Una parte de

estos lodos son devueltos al tanque para que así haya una mayor oxidación de la materia

orgánica.

Se utilizan también los biodiscos que están construidos con un material plástico por el que

se esparce una película de microorganismos que se regulan su espesor con el paso y el

rozamiento del agua. Puede estar sumergido de un 40 a un 90 % y la parte que queda en

la superficie es la encargada de aportar el oxígeno a la actividad celular.

El lagunaje es utilizado en terrenos muy extensos y su duración es de 1/3 días en el proceso

de retención. La agitación debe ser suficiente para mantener los lodos en suspensión

excepto en la zona más inmediata a la salida del efluente.

ZANJON DE OXIDACIÒN, MUNICIPIO DE FUNZA, CUNDINAMARCA sacado

de http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_secundarios.htm

d. Tratamiento Terciario

Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que se consigue limpiar las

aguas de contaminantes concretos: fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus,

compuestos orgánicos, etc. Es un tipo de tratamiento más caro que los anteriores y se usa

en casos más especiales como por ejemplo para purificar desechos de algunas industrias.

Algunas veces el tratamiento terciario se emplea para mejorar los efluentes del tratamiento

biológico secundario. Se ha empleado la filtración rápida en arena para poder eliminar mejor

los sólidos y nutrientes en suspensión y reducir la demanda bioquímica de oxígeno.

Una mejor posibilidad para el tratamiento terciario consiste en agregar uno o más estanques

en serie a una planta de tratamiento convencional. El agregar esos estanques de

"depuración" es una forma apropiada de mejorar una planta establecida de tratamiento de

aguas residuales, de modo que se puedan emplear los efluentes para el riego de cultivos o

zonas verdes y en acuicultura.

e. Desinfección

El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir

substancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará

nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de la desinfección depende de la calidad

del agua que es tratada (por ejemplo: turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfección que es

utilizada, de la dosis de desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables

ambientales. El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida puede

blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son

bajos. Generalmente, tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en

contra de una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el ozono,

la clorina, o la luz UV. La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el

tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia. El proceso de desinfección debe

realizarse en el efluente de plantas de tratamiento cuando éste último pueda crear peligros

de salud en las comunidades aguas abajo de la descarga. Las aguas servidas tratadas

normalmente contienen microorganismos patógenos que sobreviven a las etapas anteriores

de tratamiento. Los métodos de desinfección de las aguas servidas son principalmente la

cloración y la iozonización, pero también se ha usado la bromación y la radiación

ultravioleta. (Metacalf &n Hedí, 1995)

OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS PARA REMOVER CONSTITUYENTE

CONSTITUYENTE SISTEMA PEQUEÑO (Tratamiento de Depuración)

SISTEMA GRANDE (Tratamiento de Depuración)

Solidos suspendidos Sedimentación, flotación

Tamizado y dilaceración, remoción de arenas, sedimentación, filtración, flotación, coagulación etc.

Compuestos orgánicos biodegradables y volátiles

Proceso de lodo activado, filtros de lecho, procesos en lagunas de estabilización, y procesos naturales.

Reactores, lagunas, y procesos naturales.

Patógenos Cloración, hipocloración, radiación UV, y procesos naturales.

Cloración, hipocloración, cloruro de bromo, ozonación entre otros.

Nutrientes(nitrógeno y fósforo)

Nitrificación, desnitrificación (reactor de lecho) y radiación biológica para fósforo. Procesos naturales ambos.

Nitrificación desnitrificación, arrastre de amoniaco etc. Para fósforo, adición de sales metálicas, coagulación con cal, remoción biológica y bioquímica.

Metales pesados Precipitación química y procesos naturales

Precipitación química, intercambio iónico y procesos naturales.

Impacto que generan según su naturaleza las aguas residuales

Independientemente de la procedencia del tipo de agua residual, todas causan impactos

negativos sobre el medio ambiente, solo que según la naturaleza de cada una las

concentraciones de los contaminantes que la constituyen van a ser diferentes aquí enuncio

los principales impactos independientemente de que tipo de agua sea, residencial, industrial

o agrícola.

Impacto ambiental

Alteración de la calidad del cuerpo de agua receptora es decir Aumento de la

biomasa y de la turbiedad, así como del deterioro de la calidad del agua para

varios usos (sabor desagradable, contaminación orgánica).

Apariencia desagradable en cuanto al color, y presencia de olores

nauseabundos.

Alteración del ecosistema acuático y de sus alrededores en el punto de

vertimiento.

Alteración del equilibrio ecológico e hidrológico (Disminución en la flora y fauna

acuática).

Destrucción e inhibición de la actividad biológica en el cuerpo receptor por

presencia de metales como mercurio, cromo, cobre entre otros.

La disminución del Oxígeno Disuelto en el agua y Liberación de altas

concentraciones de gases como el Ácido Sulfhídrico y el metano, así como

grandes concentraciones de materia orgánica.

Sustancias que promueven la eutrofización debido a sus propiedades nutrientes

que al presentarse en exceso inducen un crecimiento desmesurado de la

vegetación acuática.

Liberación de los metales pesados como el plomo, el mercurio y el cadmio, los cuales ocasionan un alto grado de toxicidad y peligro alrededor del ser humano.

El manganeso y el hierro, los cuales pueden causar problemas durante el tratamiento de potabilización de aguas, ya que se hace muy difícil la remoción de estos compuestos.

La liberación de nutrientes desde los sedimentos resultante de la

desoxigenación del hipolimnio. (Ingeniería y Ciencias Ambientales)

Impacto estético

Apariencia desagradable en cuanto al color, y aumenta la presencia de olores

nauseabundos, provocando sensaciones de vómitos y mareos en las personas

circunvecinas.

Impacto sanitario

Peligro para la salud publica en las cercanías de los sitios de descarga por

excesiva proliferación de vectores infecciosos tales como moscas, ratas y

mosquitos quienes se propagan por toda la zona transmitiendo cualquier tipo de

enfermedades.

Presencia de Microorganismos patógenos, aportados principalmente por las

aguas residuales domésticas.

El sistema de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Valledupar se encuentra

conformado por dos plantas (Tarullal y Salguero)

Sistema de tratamiento de aguas residuales el salguero: El sistema de tratamiento de

aguas Residuales EL SALGUERO, que vierte sus aguas tratadas directamente al río Cesar,

se encuentra ubicado en el costado sur de la cabecera municipal, en inmediaciones de la

llamada curva del Salguero, a unos 9 kilómetros del casco urbano de la Ciudad de

Valledupar y a 116 m.s.n.m; está constituida actualmente por una zona de cribado y

desarenado, lagunas anaerobias, lagunas facultativas y de maduración. A esta se le

descarga el mayor porcentaje de caudal de aguas residuales del acueducto del municipio

de Valledupar.

Este sistema de tratamiento de aguas residuales del alcantarillado de la ciudad de

Valledupar fue diseñado para una población final proyectada al año 2.015, de 360.000

habitantes, en dos módulos con capacidad para 180.000 habitantes cada uno presenta los

siguientes procesos:

Las aguas residuales procedentes de la ciudad, llegan a la planta de tratamiento, a través

del colector final del alcantarillado, luego pasa a un aforador para la medición del caudal

por medio de la canaleta parshall, de allí hasta un partidor, donde el caudal de llegada se

reparte en igual proporción hasta la zona de cribado.

Cribado: Las aguas residuales procedentes del sistema de alcantarillado de la ciudad de

Valledupar, después de entrar a la planta, son conducidas hasta una estructura de entrada

compuesta por cuatro módulos; cada uno de ellos consta de una estructura de cribado

donde el agua pasa a través de un canal rectangular y allí atraviesa una rejilla metálica con

una inclinación de 30º, donde quedan retenidos los sólidos gruesos, los cuales son

removidos manualmente hacia una canaleta de escurrimiento, pasando por un aforador

instalado donde se mide el caudal de las aguas residuales y posteriormente evacuados

hacia la zona de disposición.

Desarenado: De la zona de cribado, el agua pasa a la unidad de desarenado, compuesta

por cuatro módulos, cada uno de los cuales presentan dos cámaras de flujo horizontal,

donde se retienen las partículas pesadas. Estos módulos de desarenado, están

compuestos por dos canaletas parabólicas de velocidad constante y disposición en

paralelo, provistas de caja de fondo en donde se recolectan las arenas para su evacuación

manual mediante palas y carretillas.

Lagunas anaeróbicas: Estas laguna se utilizan como primera fase en el tratamiento de

aguas residuales, el agua procedente de los cuatro módulos de entrada, es conducida

mediante tuberías de 27” y pendiente de 0.1% a cuatro módulos, compuestos cada uno de

ellos por dos lagunas anaeróbicas en paralelo, una laguna facultativa y una de maduración.

La tubería de 27” de diámetro que llega a los módulos anaeróbicos, se divide en dos

ramales de 18” cada uno, los cuales disminuyen su diámetro hasta 12” en la medida en que

permiten la entrada del flujo a las lagunas anaeróbicas; esta entrada se hace en tuberías

de 12”. Cada una de las lagunas anaeróbicas tiene cuatro metros de profundidad, de forma

cuadrada con lados de 46 metros aproximadamente, cubriendo un área de 0.22 hectáreas.

El proceso anaeróbico consiste en la estabilización de la materia orgánica por acción

bacteriana anaeróbica, con ausencia total de oxígeno disuelto en la laguna, donde la

materia orgánica es licuada, gasificada, mineralizada y transformada en materia orgánica

más estable. Dentro de este complejo proceso se pueden destacar dos etapas básicas:

El proceso de Licuación: consiste en la transformación de partículas suspendidas en

compuestos solubles; los complejos orgánicos suspendidos en el líquido cloacal, no son

aprovechables por las bacterias actuantes en la digestión, mientras no hayan sufrido esa

transformación. El ataque inicial que la permite es efectuado por enzimas elaboradas por

bacterias.

Lagunas facultativas: Las lagunas anaeróbicas se interconectan con las lagunas

facultativas por medio de tuberías de 12”, con estructuras de entrada y salida en concreto

armado. Estas lagunas tienen una profundidad de dos metros, forma rectangular. Los

efluentes provenientes de las lagunas facultativas se interconectan por medio de tubería de

12” de diámetro y pendiente de 0.20%, para ser descargados a las lagunas de maduración,

son 4 lagunas con un tiempo de retención de 5 días, remueve materia orgánica remanente

en un porcentaje menor que las anaeróbicas.

En las lagunas facultativas pueden reconocerse tres zonas de descomposición:

Una zona con oxígeno disuelto en la que predominan bacterias aerobias,

especialmente en la parte superior de la laguna.

Una zona con total ausencia de oxígeno disuelto, al fondo de la laguna, donde

sedimenta gran parte de los sólidos suspendidos en el líquido: anaerobiosis.

Una tercera zona intermedia en que el contenido de oxígeno disuelto puede ser muy

variable y aun estar ausente.

Lagunas de maduración: Estas lagunas reciben el efluente de las lagunas facultativas

tienen como objetivo primordial una mayor remoción de bacterias patógenas, virus, huevos

de nemátodos intestinales, helmintos y áscaris lumbricoides, parásitos y demás organismos

perjudiciales, permitiendo satisfacer la desinfección de las aguas residuales y garantizar así

unos mejores caudales efluentes.

Son 4 lagunas con un tiempo de retención de 5 a 10 días, profundidad de 1.5 y en cuanto

a su aspecto físico, son muy similares a las facultativas, en forma y dimensiones.

Lagunas de secados de lodos: Los barros generados durante el tratamiento de un líquido

residual, generalmente no pueden ser dispuestos directamente. Esto se debe a dos

características principales: el alto contenido de materia orgánica (susceptible de

putrefacción) y el elevado contenido de agua, según el RAS la humedad debe ser inferior

al 70% (líquidos libres).

El Sistema de Lagunas de Estabilización de aguas residuales “El Tarullal”, fue el

primer sistema de depuración de aguas residuales urbanas implantada en la Región Caribe

Colombiana, se planteó la necesidad de construirla en el año de 1978, tiempo en el cual las

aguas de las alcantarillas de la ciudad, que en aquel entonces contaba con una población

de 100.000 habitantes eran vertidas sin ningún tratamiento al río Guatapurí, generando una

gran contaminación no solo en este río sino en gran parte de la Cuenca del río Cesar al ser

el Guatapurí uno de sus principales tributarios. La vida útil de este sistema se estableció en

25 años, es decir hasta 2009.

Este sistema de Lagunas fue construido en el año 1984 para el tratamiento y disposición

final de las aguas residuales del emisario norte y sur del sistema de alcantarillado de la

Ciudad de Valledupar.

El Sistema de Lagunas de Estabilización de aguas residuales “El Tarullal” se encuentra

ubicado en el sector sur oriental de la ciudad, a la altura de los barrios Los Cocos y

Amaneceres del Valle, ocupa un área de 47 hectáreas en la margen derecha del río

Guatapurí, quien recibe las aguas tratadas después de someterse al tratamiento por las dos

(2) lagunas facultativas, posteriormente el río Guatapurí le entrega las aguas al río Cesar a

unos 5 Kilómetros.

El Sistema de Lagunas está compuesto por dos desarenadores, cuatro lagunas anaerobias

(fuera de funcionamiento), cuatro lechos de secado de lodos y dos lagunas facultativas.

El sistema de tratamiento de aguas residuales “El Tarullal” consiste en lagunas de

estabilización, que están constituidas por excavaciones poco profundas cercadas por

taludes de tierra. (Movilla, 2012).

Discusión

Visto de una perspectiva mundial existe capacidad inadecuada del tratamiento de las aguas

residuales, especialmente en países poco desarrollados. Esta circunstancia ha existido

desde, por lo menos, los años 70 y es debido a la superpoblación, a la crisis del agua y al

costo de construir sistemas de tratamiento de aguas residuales. El resultado del tratamiento

inadecuado de las aguas residuales es un aumento significativo de la mortalidad (sobre

todo) de enfermedades prevenibles; por otra parte, este impacto de la mortalidad es

particularmente alto entre los infantes y otros niños en países subdesarrollados,

particularmente en los continentes de África y de Asia. Particularmente, en el año 2000, los

Naciones Unidas han establecido que 2.64 mil millones personas tenían el tratamiento o

disposición de las aguas residuales inadecuado. Este valor representó a 44 por ciento de

la población global, pero en África y Asia aproximadamente la mitad de la población no tenía

ningún acceso cualesquiera a los servicios del tratamiento de aguas residuales.

Cuando las aguas servidas son recolectadas pero no tratadas correctamente antes de su

eliminación o reutilización, existen los mismos peligros para la salud pública en las

proximidades del punto de descarga. Si dicha descarga es en aguas receptoras, se

presentarán peligrosos efectos adicionales (p.ej. el hábitat para la vida acuática y marina

es afectada por la acumulación de los sólidos; el oxígeno es disminuido por la

descomposición de la materia orgánica; y los organismos acuáticos y marinos pueden ser

perjudicados aún más por las sustancias tóxicas, que pueden extenderse hasta los

organismos superiores por la bio-acumulación en las cadenas alimenticias). Si la descarga

entra en aguas confinadas, como un lago o una bahía, su contenido de nutrientes puede

ocasionar la eutrofización, con molesta vegetación que puede afectar a las pesquerías y

áreas recreativas. Los desechos sólidos generados en el tratamiento de las aguas servidas

(grava, cerniduras, y fangos primarios y secundarios) pueden contaminar el suelo y las

aguas si no son manejados correctamente.

Los proyectos de aguas servidas son ejecutados a fin de evitar o aliviar los efectos de los

contaminantes descritos anteriormente en cuanto al ambiente humano y natural. Cuando

son ejecutados correctamente, su impacto total sobre el ambiente es positivo.

Los impactos directos incluyen la disminución de molestias y peligros para la salud pública

en el área de servicio, mejoramientos en la calidad de las aguas receptoras, y aumentos en

los usos beneficiosos de las aguas receptoras. Adicionalmente, la instalación de un sistema

de recolección y tratamiento de las aguas servidas posibilita un control más efectivo de las

aguas servidas industriales mediante su tratamiento previo y conexión con el alcantarillado

público, y ofrece el potencial para la reutilización beneficiosa del efluente tratado y de los

fangos.

Los impactos indirectos del tratamiento de las aguas residuales incluyen la provisión de

sitios de servicio para el desarrollo, mayor productividad y rentas de las pesquerías,

mayores actividades y rentas turísticas y recreativas, mayor productividad agrícola y forestal

o menores requerimientos para los fertilizantes químicos, en caso de ser reutilizado el

efluente y los fangos, y menores demandas sobre otras fuentes de agua como resultado de

la reutilización del efluente.

De éstos, varios potenciales impactos positivos se prestan para la medición, por lo que

pueden ser incorporados cuantitativamente en el análisis de los costos y beneficios de

varias alternativas al planificar proyectos para las aguas servidas. Los beneficios para la

salud humana pueden ser medidos, por ejemplo, mediante el cálculo de los costos evitados,

en forma de los gastos médicos y días de trabajo perdidos que resultarían de un

saneamiento defectuoso. Los menores costos del tratamiento de agua potable e industrial

y mayores rentas de la pesca, el turismo y la recreación, pueden servir como mediciones

parciales de los beneficios obtenidos del mejoramiento de la calidad de las aguas

receptoras. En una región donde es grande la demanda de viviendas, los beneficios

provenientes de proporcionar lotes con servicios pueden ser reflejados en parte por la

diferencia en costos entre la instalación de la infraestructura por adelantado o la adecuación

posterior de comunidades no planificadas.

A menos que sean correctamente planificados, ubicados, diseñados, construidos, operados

y mantenidos, es probable que los proyectos de aguas servidas tengan un impacto total

negativo y no produzcan todos los beneficios para los cuales se hizo la inversión, afectando

además en forma negativa a otros aspectos del medio ambiente.

Un ejemplo de nuestro entorno que evidencia todas estas fallas e impactos citados

anteriormente es el caso del vertimiento puntual que hace la planta de tratamiento de aguas

residuales El Salguero del Municipio de Valledupar sobre el Rio Cesar, está constituida

actualmente por una zona de cribado y desarenado, lagunas anaerobias, lagunas

facultativas y de maduración. A esta se le descarga el mayor porcentaje de caudal de aguas

residuales del acueducto del municipio de Valledupar y muy a pesar de las inversiones que

se le ha hecho para mitigar esta contaminación sobre el rio Cesar y los putrefactos olores

que emanan de esta, no se ha visto ningún resultado positivo, “este año fueron cerca de

1.800 millones de pesos invertidos por Corpocesar para regular el sistema de tratamiento

de aguas residuales de lagunas de oxidación, mientras que la Alcaldía solo en el 2011

invirtió cerca de 600 millones de pesos y el año anterior hizo un gasto similar, sin conseguir

el objetivo que es hacer que el agua primaria se descomponga rápidamente para que

cuando llegue a la laguna de maduración entre al río Cesar con una mayor caracterización

y produzca menos contaminación”. (Jimenez, El Pilón)

Ante estos hechos surge la inquietud de analizar si vale la pena seguir invirtiendo en algo

que no está dando los resultados esperados..? O si por el contrario debe pensarse en la

posibilidad de replantear el diseño y construcción de un nuevo sistema de tratamiento de

aguas residuales para el municipio de Valledupar ya que el actual no tiene capacidad y es

poco eficiente, la calidad de sus vertimientos no es la indicada para ser vertida al Rio Cesar.

LEGISLACIÓN AMBIENTAL EN TORNO A LAS AGUAS RESIDUALES

Los vertimientos de aguas residuales y los aspectos institucionales para su manejo

están fundamentados en las políticas nacionales y normas específicas referidas

desde los años 70.

Se destacan principalmente el Código de los Recursos Naturales (Decreto Ley 2811

de 1974), el decreto 1594 de 1984 y el Reglamento Técnico de Agua Potable y

Saneamiento (RAS), entre otras normas de regulación ambiental y sanitaria.

Decreto 3930 de 2010 por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9ª de 1979, así como el Capítulo II del Título VI -Parte III- Libro II del Decreto-ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones.

Decreto 2667 de 2012 por medio del cual se reglamenta la tasa retributiva por la utilización directa e indirecta del agua como receptor de los vertimientos puntuales, y se toman otras determinaciones.

Resolución 1207 de 2014 (Julio 25 de 2014) Por la cual se adoptan disposiciones relacionadas con el uso de aguas residuales tratadas.

Resolución 631 de 2015 por la cual se establecen los parámetros y valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de agua superficiales y a los sistemas de alcantarillado públicos y se dictan otras disposiciones.

CONCLUSIONES

La situación actual de los gobiernos debe liderar procesos cooperantes, que conlleven al

correcto tratamiento de las aguas residuales en cada uno de los municipios de Colombia y

el mundo entero. En caso puntual, del departamento del Cesar deben buscar instruir acerca

del tratamiento de las aguas residuales a la ciudadanía en general para darles a conocer y

a socializar los PSMV (Planes de Saneamiento y Manejo de Vertimientos), en cuanto al

proceso de tratamiento de las aguas residuales generadas a nivel doméstico e industrial.

Si bien es cierto, la socialización de estos programas conllevan a análisis reflexivos

conducentes a pensar si realmente la infraestructura que está en la actualidad ejerce la

función de remoción de materia orgánica esperada, y por ende si es o no eficiente cuales

son las medidas que se deberían tomar en cuanto al manejo de las mismas, teniendo en

cuenta que las administraciones públicas municipales cuentan con unos recursos

económicos especiales para optimizar los procesos físicos, químicos y biológicos que en

ellas se desarrollan.

Administrativa y legalmente, se debe ejercer una presión directa sobre las autoridades

ambientales competentes, en el caso del departamento del Cesar (CORPOCESAR), debe

exigir de una manera oportuna el pago de las tasas retributivas e invertir en la recuperación

de los cuerpos hídricos para que sigan siendo ecosistemas sustentables. Las acciones

políticas y educativas que se adelantan en el marco del Tratamiento de Aguas Residuales

deben buscar desarrollar normas y hábitos para el correcto y adecuado uso y consumo del

agua, encaminados a aminorar los tratamientos, primarios, secundarios y terciarios.

Los impactos ambientales negativos, causados por la ineficiencia del tratamiento de aguas

residuales se evidencian en las comunidades cuando hay presencia y/o proliferación de

mosquitos, roedores y vectores que transportan virus y bacterias a la población infantil

especialmente, causando enfermedades virales e infecciosas en las vías respiratorias y

dérmicas.

Fuente: El Tiempo - 2012

En la región del Cesar, donde es grande la demanda de viviendas, los beneficios

provenientes de proporcionar lotes con servicios pueden ser reflejados en parte por la

diferencia en costos entre la instalación de la infraestructura por adelantado o la adecuación

posterior de comunidades no planificadas, la anterior situación provoca los asentamientos

humanos inadecuados en zonas vulnerables para la utilización de aguas aptas para suplir

necesidades domésticas.

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