AGUAS RESIDUALES

AGUAS RESIDUALES

Introduccin

La profunda crisis econmica y social que afronta Amrica Latina ha determinado que grandes sectores de su poblacin vivan hacinados en las zonas marginales de las grandes ciudades, sumidos en la total pobreza y sin ningn servicio bsico. La Organizacin Mundial de la Salud (WHO, 1987) seala que en Amrica Latina slo el 10% de las aguas residuales colectadas en alcantarillados reciben algn tratamiento antes de ser dispuestas en los cuerpos de agua como ros y mares. Esto significa que alrededor de 400 m3/s de desages vienen contaminando el medio ambiente y constituyen un vector para la trasmisin de parsitos, bacterias y virus patgenos. De otro lado, dada la escasez de agua, muchos agricultores usan las aguas residuales crudas para irrigar ms de 500,000 ha en la Regin.

Por lo expuesto, queda claro que en las ciudades existen dos requerimientos paralelos: la necesidad de disponer sus aguas residuales y la conveniencia de reutilizarlas en beneficio de la comunidad. Pero esta asociacin no se satisface con el solo hecho de introducir las aguas residuales a los estanques acucolas y campos agrcolas, debido al alto riesgo de propagar enfermedades gastro-intestinales. Resulta indispensable interponer entre ambas actividades una forma de tratamiento capaz de reducir al mnimo los riesgos para la salud pblica.

La Organizacin Panamericana de la Salud (OPS) recomienda el sistema de lagunas de estabilizacin para el tratamiento de las aguas residuales domsticas, debido a su gran eficiencia en la remocin de patgenos. La transformacin de la materia orgnica en estas lagunas, permite liberar nutrientes y generar una gran biomasa de algas, elementos aprovechables por la agricultura y la acuicultura. Este sistema de tecnologa simple y sin requerimientos de equipos y energa convencional, se adeca muy bien a las posibilidades de los pases en vas de desarrollo, razn por la cual se constituye en la primera opcin, siempre que se disponga de rea suficiente con poco valor comercial.

A pesar de las bondades de las lagunas de estabilizacin, son pocas las plantas que se han implementado en los pases latinoamericanos, ya que los gobiernos no cuentan con los recursos econmicos necesarios. De all que los sistemas tratamiento/reuso deban trabajar con gran eficiencia para encontrar una rentabilidad, nico factor que animar la inversin de empresas pblicas y privadas de la Regin.

INFORMACIN FUNDAMENTAL

Un 70% de la superficie de la tierra es agua, pero la mayor parte de sta es ocenica. En volumen, slo aproximadamente 3% de toda el agua del mundo es agua dulce, y en su mayor parte no se halla generalmente disponible. Unas tres cuartas partes de toda el agua dulce se halla inaccesible, en forma de casquetes de hielo y glaciares situados en zonas polares muy alejadas de la mayor parte de los centros de poblacin; slo un 1% es agua dulce superficial fcilmente accesible.

sta es primordialmente el agua que se encuentra en los lagos y ros y a poca profundidad en el suelo, de donde puede extraerse sin mayor costo. Slo esa cantidad de agua se renueva habitualmente con la lluvia y las nevadas y es, por tanto, un recurso sostenible. En total, slo un centsimo del uno por ciento del suministro total de agua del mundo se considera fcilmente accesible para uso humano. Se considera que, mundialmente, se dispone de 12.500 a 14.000 millones de metros cbicos de agua (12.500 a 14.000 kilmetros cbicos) por ao para uso humano. Esto representa unos 9.000 metros cbicos por persona por ao, segn se estim en 1989 . Se proyecta que en el ao 2025 la disponibilidad global de agua dulce per cpita descender a 5.100 metros cbicos por persona, al sumarse otros 2.000 millones de habitantes a la poblacin del mundo. Aun entonces esta cantidad sera suficiente para satisfacer las necesidades humanas si el agua estuviera distribuida por igual entre todos los habitantes del mundo.

Toda el agua que llega a tu casa por la tubera, sale de tu casa por otra tubera distinta; el agua fresca se convierte en agua residual. El agua residual proviene de hogares, escuelas, negocios, industrias, y de la es correnta producida por tormentas. En las ciudades, el agua residual se va por las cloacas hasta las plantas de tratamiento de aguas residuales. En el campo, el agua residual va a tanques grandes subterrneos llamados tanques spticos. El tratamiento de aguas residuales en una planta de tratamiento incluye los siguientes pasos; tratamiento primario, secundario, y avanzado. En el tratamiento primario de las agua residuales se usan parillas de barrotes para filtrar objetos como palos, trapos, y rocas, y tanques de sedimentacin para asentar los slidos suspendidos. Los slidos suspendidos son sondeados desde el fondo hasta otro depsito de sedimentacin. El tratamiento secundario usa procesos biolgicos en el cual los desperdicios se descomponen por medio de bacterias. El agua residual es pasada por tanques de aireacin donde se le aade aire y se revuelven los desperdicios para ayudar a que crezca la bacteria. La bacteria se pega de los slidos suspendidos; los cuales se asientan en el tanque de sedimentacin secundario. El proceso de tratamiento avanzado incluye filtracin por arena o grava, desinfeccin con el uso de cloro, luz ultravioleta, u ozono para matar bacteria peligrosa o patognica. El agua residual ya limpia se puede usar para irrigacin o puede ser arrojada de nuevo a un lago o ro. Para poder descargar y eliminar el agua residual, se deben cumplir ciertas normas establecidas por los gobiernos federales y estatales. Los slidos del agua residual, al cumplir normas adicionales para uso benfico, son llamados bioslidos. Estos, pueden usarse como fertilizantes. Cada humano produce aproximadamente 200 libras de bioslidos al ao.

Composicin de las Aguas Residuales.

Las aguas residuales se componen, bsicamente, de un 99,9% de agua en su estado conocido como de agua potable y de, un 0,1% por peso de slidos, sean stos disueltos o suspendidos. Este 0,1% referido es el que requiere ser removido para que el agua pueda ser reutilizada. El agua sirve o acta como medio de transporte de estos slidos, los que pueden estar disueltos, en suspensin o flotando en la superficie del lquido.PRIVATEAguaPotableSlidosGasesDisueltosComponentesBiolgicos

99,9%0,1% (por peso) SuspendidosDisueltosColoidalesSedimentables O2CO2H2SN2 BacteriasMicro y macroorganismosVirus

PRINCIPALES AGENTES CONTAMINANTES

Los principales agentes contaminantes de las aguas son las aguas residuales, petrleos, sustancias radiactivas, minerales inorgnicos y compuestos qumicos. Las aguas residuales contienen mayormente materias orgnicas que precisan oxgeno, son por tanto un agente desoxigenador del agua cuando entran en descomposicin, que generan adems olores desagradables.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son especialmente dainos para las aguas, mareas negras, en el mar se extienden formando una pelcula que termina muchas veces invadiendo playas y acantilados, y afectando a peces, aves y vegetacin.

Productos qumicos

Los productos qumicos como los pesticidas, las sustancias tensioactivas (detergentes), y los minerales inorgnicos y compuestos qumicos son tambin causa de alta contaminacin, cuando son arrastrados desde las tierras de cultivo por tormentas y escorrentas. Estos agentes tambin tienen su origen en explotaciones mineras, carreteras y derribos urbanos.

Calor

Una forma de contaminacin de menor entidad pero que debe ser considerado, es el del calor. Se presenta cuando es vertido a los ros u otros cauces, el agua de refrigeracin de las fbricas y centrales energticas, elevando la temperatura de las aguas y afectando a la vida que se desarrolla en ella.

Contaminantes de origen radiactivo

Finalmente, una de las sustancias mas contaminantes por su largo periodo de actividad, es la de origen radiactivo. Estas sustancias suelen proceder de los residuos que producen la minera y refinado de uranio y torio, centrales nucleares y actividades cientficas y mdicas.

Problemas Biolgicos Por Microorganismos Filamentosos

Papel De Los Microorganismos

En los fangos activos, la depuracin biolgica la llevan a cabo enormes cantidades de microorganismos que se agrupan en flculos. Estos microorganismos son en su mayor parte bacterias hetertrofas que utilizan la contaminacin orgnica para formar biomasa celular nueva y reproducirse.

Los flculos biolgicos despus de salir del reactor biolgico se separan del agua depurada en el decantador secundario. La cantidad de flculos que entran en el decantador es muy grande por lo que cualquier interferencia por sobrecarga hidrulica, cambio de densidad del flculo, corrientes de conveccin, o interferencias biolgicas hace que este flculo se fugue del decantador con el efluente o bien ascienda a la superficie, quedando all retenido por la contencin de flotantes.

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Visin microscpica de flculos sin microorganismos filamentosos

Interferencias Producidas Por Excesivas Cantidades De Filamentos

Si bien la mayor parte de las bacterias que forman la biomasa que depura el agua residual en el tratamiento biolgico tiene forma unicelular, hay algunos microorganismos que presentan sucesiones de clulas de forma que aparecen filamentos.

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Visin microscpica de un fango activo con excesiva cantidad de microorganismos filamentosos.

Si la cantidad de filamentos es alta y el proceso de depuracin es por fangos activados podemos encontarnos con dos tipos de problemas biolgicos:

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PRIVATE "TYPE=PICT;ALT=Fuga de f"Esponjamiento filamentoso o BulkingLos filamentos interfieren en la compactacin del flculo en el decantador secundario

Espumamiento biolgico o FoamingLos microorganismos filamentosos producen una espesa espuma coloreada (en colores del blanco al marrn) y en muchos casos abundantes flotantes en decantacin secundaria

La frecuencia de aparicin de estos dos problemas biolgicos, juntos o por separado, en las E.D.A.R. de todo el mundo obliga a utilizar la observacin microscpica como mtodo de deteccin de estos microorganismos.

La Observacin Microscpica Como Mtodo De Identificacin De Filamentos

Mediante el empleo del microscopio ptico y una serie de tcnicas de cultivo, medicin y tincin podemos identificar los microorganismos filamentosos. Si aplicamos alguna rutina de recuento podemos adems cuantificar su presencia y relacionarla con los efectos que producen en el tratamiento biolgico.El microscopio

PRIVATEPara poder identificar microorganismos filamentosos necesitamos de forma imprescindible un microscopio binocular equipado con contraste de fases y unos objetivos de, al menos, 10x y 100x oil. Gracias a esta modificacin de la iluminacin se ponen de manifiesto los detalles estructurales de las clulas bacterianas que contribuyen a la identificacin.Si contamos con un equipo microfotogrfico, podemos llevar un histrico de lo que vemos y ayudarnos de las fotografas en consultas con otras personas que tengan ms experiencia en la identificacin.Para poder medir necesitamos ayudarnos de un ocular de medida y en algunos casos de un portaobjetos patrn con un milmetro grabado.Error!Marcador no definido.

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Caractersticas morfolgicas de los filamentos

Observando a gran aumento tenemos que buscar las caractersticas morfolgicas que distinguen a los diferentes filamentos tales como: Ramificaciones: verdadera o falsa

Movilidad: si o no

Forma del filamento: recto, ligeramente curvado, torcido, cadena irregular de clulas, irregularmente enrollados, miceliar.

Color del filamento: transparente, medio, oscuro

Situacin del filamento: en el interior del flculo, saliendo hacia el licor exterior, libre en el licor

Crecimiento epiftico: no, si (cuantificar si mucho o poco)

Vaina: si, no

Septos celulares: si, no

Indentaciones: si, no

Dimensiones del filamento

Forma de las clulas: cuadradas, rectangulares, ovales, tonel, discoide, extremos redondeados, esfricas, no observables

Dimensiones de las clulas

Granulos de azufre: in situ y tras la prueba del azufre

Presencia de rosetas, gonidios, etc

Tinciones empleadas

Para ayudar en la identificacin morfolgica de los filamentos se realizan una serie de tinciones tales como: Tincin de Gram: positiva, negativa, variable

Tincin de Neisser: para el filamento positiva o negativa, y en ese caso puede haber grnulos positivos

Tincin de PHB

Tincin de vainas

Microorganismos filamentosos

Actualmente los microorganismos filamentosos se identifican en base a caractersticas morfolgicas rpidas de llevar a cabo en el laboratorio de una E.D.A.R. Los tipos habitualmente identificados son una treintena en todo el mundo, de los que unos pocos son muy habituales y otros raros de encontar en nmero apreciable.Unos se denominan por medio del gnero, otros se incluye especie y en muchos se usa una denominacin alfanumrica.

Lista De Microorganismos Filamentosos

Bacillus

Beggiatoa

Cianobacterias

Flexibacter

Haliscomenobacter hydrossis

Hongos filamentosos

Microthrix parvicella

G.A.L.O (Organismos parecidos a Gordona amarae) o N.A.L.O. (Organismos parecidos a Nocardia amarae)

Nostocoida limicola I, II, y III

Sphaerotilus natans

Streptococcus

Thiotrix I y II

Tipo 0041

Tipo 0092

Tipo 0211

Tipo 021N

Tipo 0411

Tipo 0581

Tipo 0675

Tipo 0803

Tipo 0914

Tipo 0961

Tipo 1701

Tipo 1702

Tipo 1851

Tipo 1852

Tipo 1863

APROVECHAMIENTO DE PLANTAS ACUATICAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

En los ltimos aos, se ha acentuado la contaminacin de los cuerpos de agua, debido al manejo inadecuado de las aguas residuales de origen industrial y urbano. Ante tal situacin, es necesario promover el desarrollo de tecnologas que coadyuven a mejorar la calidad de los efluentes y que al mismo tiempo sean adecuadas al contexto socioeconmico del pas.

Las macrofitas acuticas han sido consideradas por varios autores como una plaga debido a su rpido crecimiento, ya que en ocasiones llegan a invadir lagunas y generan varios problemas (Arrivallaga y Arredondo, 1978). Sin embargo, si las plantas acuticas se manejan adecuadamente, su poder de proliferacin , su capacidad de absorcin de nutrientes y bioacumulacin de otros compuestos del agua, las convierten en una herramienta til en el tratamiento de aguas residuales (Boyd, 1970).

Las lagunas con plantas acuticas para el tratamiento de aguas residuales, se basan en principios ecolgicos, en donde los efluentes son tratados eficientemente mediante relaciones mutuas y coordinadas de flujo de energa y nutrientes, entre las plantas acuticas y los microorganismos degradadores (Shi y Wang, 1991).

Este tipo de tratamiento biolgico ha adquirido importancia y se ha considerado como una de las opciones ms adecuadas para las ciudades medianas y pequeas que dispongan de tierras marginales (Lord, 1982).

Adems, con base en los estudios de remocin de compuestos txicos por plantas acuticas, se pueden considerar a los sistemas de tratamiento con plantas acuticas como una alternativa ecolgica y econmicamente viable no slo para el tratamiento de los efluentes municipales sino tambin para efluentes industriales.

CARACTERISTICAS DE LAS PLANTAS ACUATICAS Y SU POTENCIAL DE ABSORCION DE CONTAMINANTES

Las plantas acuticas se encuentran ampliamente distribuidas en el mundo, crecen asociadas a cuerpos de agua ricos en nutrientes o en suelos que estn cubiertos con agua durante la mayor parte de la temporada de crecimiento (Arrivallaga y Arredondo, 1987).

Las plantas acuticas han sido utilizadas para el tratamiento de aguas residuales en pantanos naturales o artificiales, donde dichas plantas proliferan considerablemente (Giersberg y col., 1986). El fundamento de este tipo de tratamiento consiste en que los compuestos presentes en el agua son absorbidos e incorporados dentro de la estructura de las plantas acuticas, logrando eliminar la contaminacin del agua y favoreciendo la restauracin de la calidad de la misma.

Por otro lado, las macrofitas acuticas usadas para el tratamiento de las aguas residuales deben contar con las siguientes caractersticas:

1. Alta productividad.

2. Alta eficiencia de remocin de nutrientes y contaminantes.

3. Alta predominancia bajo condiciones naturales adversas.

4. Fcil cosecha

A continuacin se describen las caractersticas de tres tipos de plantas acuticas flotantes que cuentan con dichas caractersticas y que tienen alto potencial para ser aprovechadas en los sistemas de tratamiento de aguas residuales en Mxico.

A) Lirio acutico ( Eichhornia crassipes).

Eichhornia crassipes es una planta que flota sobre la superficie de arroyos y lagos de agua dulce; se considera libre ya que sus races no estn fijas a ningn substrato. Posee una raz de tipo plumosa, fibrosa y con muchas ramificaciones. El tallo es delgado, de l parten los peciolos que son esponjosos e inflados y se encuentran rodendolo. Las hojas son lobuladas de un color verde caracterstico por ser muy brilloso; mucha veces el peciolo y las hojas pueden estar sumergidas o no; las inflorescencias parten de una espiga central (Weldon, 1973).

Aunque existen estudios para el tratamiento de efluentes con varias especies de plantas acuticas, el lirio ha sido el ms utilizado para este fin, debido a sus caractersticas. Se ha demostrado que la productividad del lirio acutico est en funcin de la temperatura del aire, la disponibilidad de nutrientes (principalmente nitrgeno) y la densidad de la planta (Bock, 1966; Imaoka y Teranishi, 1988).

El ecosistema total, en las lagunas con lirio es el que contribuye al mejoramiento de la calidad del agua, especialmente las bacterias asociadas a la raz, ya que se ha observado que con ellas la planta es capaz de absorber ms nutrientes que por s sola. Adems, las plantas proveen sombra que impide el crecimiento de algas, permitiendo que acte como filtro biolgico clarificando y purificando el agua (Karpiscak y col., 1992).

Existen diversos estudios sobre la eficiencia de remocin de nutrientes del lirio reportndose distintos valores dependiendo de las condiciones de cultivo, variando de 1980 Kg de N/ha/ao y de 322 Kg de P/ha/ao (Boyd, 1970) hasta 7887 Kg de N/ha/ao y 1978 Kg de P/ha/ao (Reddy y Tucker, 1983). Imoaka y Teranishi (1988) demostraron que la velocidad de absorcin de nitrgeno est correlacionada con la concentracin de nitrgeno en el agua, de acuerdo con el modelo de Michaelis Menten, en donde la velocidad mxima de absorcin de nitrgeno se expresa como una funcin de la temperatura del agua y la densidad de la planta. Ellos tambin demostraron que la absorcin de fsforo est influenciada por la concentracin de este en el agua y en la planta, adems de la temperatura del agua y la densidad de la planta.

Por otro lado, no slo existen estudios de lirio acutico para el tratamiento de efluentes municipales sino tambin para la remocin de metales pesados. Varios autores (Wolverton, 1975; Muramoto y Oki, 1983 y 1989) sealan que existe una relacin directa entre la eficiencia de remocin de metales pesados del lirio y la concentracin de dichos metales en el agua. Se ha determinado que en el sistema radicular se concentran los metales absorbidos y que las cargas elctricas que dependen del pH en esta zona tienen gran influencia en la absorcin de metales (Nor, 1990).

B) Lemnceas.

La familia de las lemnceas comprende cerca de 35 especies y 4 gneros: Spirodela, Lemna, Wolffiela y Wolffia, de stos el ms utilizado en el tratamiento de efluentes ha sido el gnero Lemna (Culley y col., 1973).

Las plantas del gnero Lemna son conocidas comnmente como lentejlla de agua, sus hojas son pequeas y raramente exceden los 5 mm de longitud. Algunas veces las hojas se agregan como resultado de la reproduccin vegetativa de la planta, pero en general la planta puede permanecer agregada o solitaria (Weldon, 1973).

En el caso de Lemna minor, la biomasa obtenida despus de cultivarla en efluentes municipales, puede utilizarse para la alimentacin animal, aportando un contenido de protena del 40% (Culley y col. 1973, 1981). Esta planta ha sio cultivada con efluentes de digestin anaerobia de excretas cerdo, para ser reciclada como fuente de protena en la alimentacin animal (Olgun y col., 1985). Otro estudio (Olgun y col, 1986) reporta rendimientos de 4 a 5 g peso fresco/m2/da, bajo condiciones ambientales del Estado de Guanajuato, usando estanques de 30 m2 con fertilizacin directa de excretas animales.

Se ha descrito el uso de otras lemnceas y de Azolla pinnata para la remocin de nutrientes de las aguas contaminadas y para remover plomo y zinc (Jain y col., 1990). Investigaciones sobre la cintica de absorcin y acumulacin de cadmio y talio han llevado a proponer a Lemna minor como un material til en bioensayos que permitan conocer la toxicidad de metales y en el monitoreo de cuerpos de agua contaminados (Smith y Kwan, 1989).

C) Salvinias.

Las salvinias comprenden cerca de 12 especies y estn ampliamente distribuidas en regiones clidas del mundo. Crecen flotando en aguas estancadas con aporte de materia orgnica, en asociacin con otras plantas. Se caracterizan como vegetacin flotante, poseen hojas dimorfas solitarias o en grupos, miden de 10 a 16 mm de largo. Las hojas flotantes son fotosintticas provistas de pelos secos en la superficie axial y pelos hmedos en la base. Su crecimiento es rpido y la fragmentacin ocurre fcilmente favoreciendo su amplia extensin (Cook, 1974).

Salvinia molesta ha sido utilizada para la remocin de zinc y la biomasa obtenida se report til para la produccin de biogas (Abbasi y Nipaney, 1985).

Las Salvinias han sido poco utilizadas para el tratamiento de aguas residuales, por lo que existen pocos trabajos al respecto.

DESCRIPCION DEL SISTEMA Y MODO DE OPERACION

En general, los sistemas de tratamiento de efluentes a base de plantas acuticas consisten en lagunas donde la planta se multiplican, absorbiendo los nutrientes y/o contaminantes, favoreciendo la restauracin de la calidad del agua, despus de un cierto tiempo de retencin hidralico.

Se ha descrito que el mecanismo de purificacin en las lagunas con plantas acuticas se lleva a cabo de la siguiente manera:

a) La oxidacin de la materia orgnica la realizan las bacterias asociadas a la raz de la planta. Esta oxidacin se ve favorecida por el transporte de oxgeno de las hojas a la raz ( Martn y Fernndez, 1992).

b) La remocin de nitrgeno se realiza por absorcin de la planta y por una combinacin de procesos microbianos de nitrificacin- denitrificacin ( Verhoeven y Van der Toorn, 1990; Basseres y Pietrasanta, 1991).

c) La remocin de fosfatos y otros iones se lleva a cabo en gran parte por la absorcin de la planta y en menor proporcin por los microorganismos y mecanismos de precipitacin (Verhoeven y Van der Toorn, 1990).

Las lagunas pueden ser construidas con un declive para que el influente fluya por gravedad. Para fines de diseo es importante considerar la altura de stas, ya que se ha demostrado que en las lagunas de menor profundidad la remocin de contaminantes ocurre en menor tiempo que en aquellas ms profundas (Cornwell y col., 1977). En la actualidad, en los sistemas de tratamiento a mediana y gran escala la profundidad de las lagunas es de 0.2 a 0.9 m ( Karpiskak y col., 1992; Basseres y Pietrasanta, 1992; Shi y Wang, 1993; Linard y col, 1993).

La dimensin de las lagunas est en funcin del volumen de influente y de la carga contaminante del mismo. El flujo y la dimensin de la laguna determinan el tiempo de residencia hidralico.

Otro factor importante en la operacin en estos sistemas es la cosecha de la biomasa. Los trabajos de Bock (1966) sobre lirio acutico, demostraron que haba una velocidad mxima de crecimiento de hasta 5.4 g/m2/da al inicio del estudio, cuando haba espacio suficiente. Sin embargo, las velocidades decrecieron hasta 1.78 g/m2/da cuando ya no haba espacio suficiente an cuando las temperaturas eran similares. Lo anterior seala la necesidad de cosechar peridicamente.

Aparte del espacio, la cosecha de las plantas es necesaria, ya que la remocin de nutrientes es mayor cuando la planta est en crecimiento que cuando est madura y adems para evitar que la biomasa muerta penetre en el agua y demande oxgeno para su degradacin ( Guillette, 1992).

Las plantas pueden ser cosechadas por mtodos manuales o mecnicos dependiendo del tamao de las lagunas. En Asia, la compaa Lemna corporation dise rejillas de plstico que flotan en las lagunas con Lemna sp., para facilitar la recoleccin de la planta por medio de maquinaria (Cave,1991).

Las plantas pueden ser utilizadas para la alimentacin de animales, siempre y cuando las aguas residuales tratadas no contengan sustancias txicas ( Olgun y col., 1986; Balasubramanian y Kasturi, 1991) . En el caso de efluentes industriales que contengan compuestos txicos, la biomasa obtenida podra utilizarse para producir metano, a travs de la digestin anaerobia.

Para el caso del tratamiento de aguas municipales a base de lemnceas y lirio, ya existen plantas de tratamiento a gran escala, pero para la remocin de contaminantes persistentes se requiere llevar a cabo ms estudios.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

La principal ventaja de los sistemas de tratamiento a base de plantas acuticas, es su bajo costo de construccin y mantenimiento, as como su simplicidad de operacin. Adems, puesto que se utiliza un recurso disponible, hasta ahora no aprovechado en muchos lugares y que puede tener diversos usos, la rentabilidad de la tecnologa, aumenta.

Otra de las ventajas de este tratamiento biolgico consiste en que adems de aplicarse a efluentes municipales, tambin puede utilizarse para la remocin de sustancias txicas persistentes, que an no se controlan adecuadamente y causan un gran impacto negativo en el ambiente.

La nica desventaja de esta tecnologa es que se requiere de una superficie considerable para las lagunas. Sin embargo, las tierras marginales pueden ser aprovechadas. Adems, se requiere instalar plantas piloto para evaluar parmetros de diseos especficos para cada regin, cada planta y cada tipo de efluente.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS

Se ha dicho que las aguas que quedan como residuo de la actividad humana son de origen domstico y de naturaleza industrial. Sin duda que el mayor volumen de aguas servidas corresponden a aquellas que son propias de la vida del ser humano como la limpieza, preparacin de alimentos y necesidades fisiolgicas. Se calcula que cada persona consume 200 litros diarios para satisfacer estas necesidades.

El empleo del agua potable en los hogares genera agua servida que contiene los residuos propios de la actividad humana. Parte de estos residuos son materia que consume o demanda oxgeno por oxidacin de sta, como la material fecal, restos de alimentos, aceites y grasas; otra parte son detergentes, sales, sedimentos, material orgnico no biodegradable y tambin microorganismos patgenos. La materia orgnica biodegradable y algunas sales inorgnicas son nutrientes para los microorganismos. Estas aguas servidas se denominan tambin aguas negras o municipales y, como es sabido, se vierten en los sistemas de alcantarillado que las conducen, en la inmensa mayora de los casos en Chile, a los cuerpos de agua, como mar, lagos y ros, produciendo por lo tanto la contaminacin de estas aguas naturales.

Para caracterizar estos residuos, se utiliza una serie de parmetros analticos que determinan su calidad fsica, qumica y biolgica. Estos parmetros son la turbidez, los slidos suspendidos, el total de slidos disueltos, la acidez y el oxgeno disuelto. La demanda bioqumica de oxgeno que requieren los microorganismos para vivir, junto con la presencia de materia orgnica que les sirve de nutrientes, se emplea como medida de la cantidad de residuos que existen en el agua con carcter de nutrientes. El proceso usual del tratamiento de aguas residuales domsticas puede dividirse en tres etapas:1, tratamiento primario o fsico; 2, tratamiento secundario o biolgico y 3, tratamiento terciario que normalmente implica una cloracin. El tratamiento primario consiste en la remosin de slidos insolubles como arena y materiales como grasas y espuma. El primer paso de la etapa inicial es la sedimentacin y filtracin de slidos a travs de rejillas. La sedimentacin separa tanto los slidos decantables como aquellos que flotan. Durante esta decantacin primaria existe la tendencia a que las partculas floculables formen agregados, hecho que puede ayudarse con la adicin de compuestos qumicos. El material que flota consiste en aceites, ceras, cidos grasos y jabones insolubles que se conoce genricamente como grasa. El tratamiento secundario se aplica para descomponer por microorganismos y luego flocular la materia orgnica presente, la cual al degradarse flocula. Como este mismo proceso biolgico ocurre naturalmente, la aplicacin de ste en aguas servidas, ejecutado en forma regulada, previene la contaminacin de los cuerpos de agua cuando en ellos se descargan estas aguas. Por lo tanto, el tratamiento biolgico emplea, con diversas tcnicas, la materia orgnica biodegradable de las aguas residuales domsticas, como nutrientes de una poblacin bacteriana a la cual se le proporciona oxgeno y condiciones controladas para que crezca en un lugar en el cual este crecimiento no tenga influencia en el medio ambiente. El tratamiento biolgico es por tanto una oxidacin de la materia orgnica biodegradable con participacin de bacterias que se ejecuta para acelerar un proceso natural y evitar posteriormente la presencia de contaminantes y la ausencia de oxgeno en los cuerpos de agua.

PRIVATEMateria orgnica + bacterias + O2

Lodo biolgico + CO2 + H2O

(nuevas bacterias + residuos)

Para que esta transformacin biolgica sea eficiente, deben establecerse las condiciones adecuadas para el crecimiento bacteriano: temperatura 30-40C; oxgeno 2 ppm; pH = 6,5-8,0 , salinidad < 3.000 p.p.m. Para evitar la inhibicin de este crecimiento es preciso la ausencia de sustancias txicas como son los metales pesados Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y otros, as como cianuros, fenoles y aceites. Los procesos de tratamiento biolgico se pueden dividir segn el estado en que se encuentren las bacterias responsables de la degradacin. La biomasa bacteriana puede estar soportada sobre superficies inertes tales como rocas, escoria, material cermico o plstico, se habla de lecho fijo, o puede estar suspendida en el agua a tratar. En cada una de estas situaciones la concentracin de oxgeno en el agua determina la existencia de bacterias aerbicas, facultativas o anaerbicas. Los procesos aerbicos con biomasa suspendida que ms se aplican son los de lagunas aireadas y los de lodos activados. Las lagunas aireadas, son embalses de agua servida que ocupan una gran superficie de terreno, por lo que se emplean cuando ste es un bien barato. El agua servida as dispuesta se oxigena mediante aireadores superficiales o difusores sumergidos para generar oxidacin bacteriana. Estos dispositivos crean una turbulencia que mantiene la materia en suspensin. El tiempo de residencia normal de este proceso es de 3 a 6 das, tiempo en que las bacterias poseen un crecimiento acelerado, dependiendo de las condiciones climticas y suponiendo una aireacin suficiente. La separacin de slidos de este tratamiento se logra por decantacin que demora de 6 a 12 horas. La calidad del efluente de este proceso es inferior al de lodos activados, cuya diferencia fundamental es que en el primero no hay recirculacin de lodos.

En el proceso de lodos activados, al igual que el de lagunas aireadas, el agua servida aireada se mezcla con bacterias aerbicas que se han desarrollado con anterioridad. Sin embargo, la mezcla del agua servida, previamente decantada, se agita por medio de bombas para que la materia est en suspensin y en constante contacto con oxgeno en el interior de piscinas de concreto armado. La materia orgnica degradada del agua servida flocula, por lo que luego se puede decantar. La biomasa sedimentada se devuelve parcialmente al tratamiento biolgico, para mantener una poblacin bacteriana adecuada, y el resto se separa como lodo. La siguiente imagen muestra un esquema de un proceso de lodos activados.

El agua tratada en un proceso de lodos activados o en lagunas aireadas puede servir para regado si previamente se somete a cloracin para desinfectarla. La cloracin es parte del tratamiento terciario o avanzado que se emplea para lograr un agua ms pura, incluso potable, si se desea. Los objetivos del tratamiento avanzado son eliminar la carga orgnica remanente de un tratamiento secundario, desinfectarla para eliminar microorganismos patgenos, eliminar color y olor indeseables, remover detergentes, fosfatos y nitratos residuales, que ocasionan espuma y eutrofizacin respectivamente.

Un problema sanitario importante que se deriva del tratamiento de aguas servidas es el manejo de los lodos provenientes de los tratamientos primario y secundario. Estos lodos son barros semislidos que contienen de 0,5 a 5% de slidos, por lo que no tienen valor econmico y si perjuicio ambiental. Para convertir su materia orgnica en slidos estables, reducir la masa y volumen de agua y destruir las bacterias dainas, el lodo se concentra por sedimentacin y coagulacin-floculacin. Este lodo, as concentrado, se puede tratar con cal como bactericida y exponerlo al sol para evaporar su agua, hacerlo pasar sobre filtros de arena, filtrarlo a vaco o centrifugarlo para eliminar parte importante del agua. Sin embargo, ninguna de estas tcnicas es completamente satisfactoria por sus costos y problemas tcnicos. El lodo deshidratado puede disponerse en vertederos o incinerarlo si su contenido de materia combustionable es superior a 25%. Uno de los empleos ms deseable de estos lodos es usarlo como fertilizante y acondicionador del suelo, aunque su composicin limita este empleo.

Un resumen de la secuencia completa de tratamientos que pueden aplicarse a aguas residuales domsticas, y tambin aguas residuales industriales, se representa en este esquema:

Otro ejemplo de tratamiento biolgico, tambin de la Regin Metropolitana, es la planta de lagunas aireadas (sin recirculacin de lodos) en la comuna de Maip, la cual atiende una poblacin de 130.000 personas. El efluente de esta planta tambin se entrega clorado.

Por qu tratar las aguas residuales?

Con el desarrollo de la urbanizacin y con la diversificacin de los procesos industriales, un sinnmero de elementos qumicos elaborados por la sociedad junto a una mayor cantidad de materias orgnicas son dispuestos en los cursos normales de agua, depositndose en lagunas, lagos, ros y mar. La DBO aumenta y el limitado oxgeno disuelto no es suficiente para posibilitar la recuperacin de dichos elementos. La naturaleza no es capaz por s sola de realizar el proceso de autopurificacin de los cursos de agua.

PRIVATELos principales contaminantes que debenser removidos de las aguas residuales son:

Residuos SlidosDBODQOAcidezAlcalinidadGrasasAceitesGrasas animalesGasesSolventesNutrientesMetales pesadosCompuestos Orgnicos Persistentes

Un importante efecto de la contaminacin orgnica o biolgica es el peligro para la salud. En los sistemas de alcantarillado, que llevan aguas servidas sin tratamiento a los ros, lagos y mares, produce la proliferacin de microorganismos que causan enfermedades como el clera, la tifoidea y la hepatitis, las que se adquieren principalmente por beber agua contaminada o por consumir frutas o verduras regadas con agua contaminada. Por otra parte, los excrementos, fertilizantes y detergentes contienen nitrgeno y fosfato, los que permiten un acelerado crecimiento de algas presentes en los cuerpos de agua. Cuando las algas mueren, se depositan en el fondo y sirven como alimento para las bacterias. Tanta comida permite un aumento de la cantidad de bacterias en el agua. A su vez, las bacterias consumen oxgeno, quedando muy poco para los otros seres vivos del agua, principalmente insectos y peces, los que mueren por falta de oxgeno. Este proceso se llama eutroficacin y, en casos extremos, podra producir la muerte de toda forma de vida en un cuerpo de agua.

Aspectos Relacionados Con La Salud

Calidad sanitaria de las fuentes de agua

Calidad sanitaria de los alimentos

Aspectos sanitarios del uso de aguas residuales tratadas

Lineamiento de control y vigilancia del tratamiento y reuso de aguas residuales

Medidas de proteccin para trabajadores agrcolas y obreros que operan con aguas residuales

Calidad sanitaria de las fuentes de agua

El caso ms estudado en el Per corresponde al Ro Rmac. Esta fuente de agua normalmente supera los 4,000 coliformes fecales/100 ml, nivel considerado adecuado para destinar las aguas al consumo humano. Incluso en algunas oportunidades, el agua captada por la Planta de Tratamiento ha mostrado niveles cercanos a los 8 logaritmos, tan igual como si se tratara de aguas residuales crudas. Esta contaminacin es provocada por las descargas de ciudades ubicadas ro arriba. Significa tambin que los productos agrcolas regados con estas aguas en las zonas cercanas estn expuestos a un alto riesgo de contaminacin.

Calidad sanitaria de los alimentos

La evaluacin de riesgos para la salud por el uso de aguas residuales en agricultura realizado por el CEPIS (1990), ha demostrado que la presencia de bacterias patgenas y parsitos en los productos agrcolas est relacionada directamente con la calidad microbiolgica del agua de riego. El 20 y 70% de los productos regados con aguas crudas muestran presencia de Salmonella y parsitos, respectivamente, mientras que con aguas que tuvieron tratamiento primario, esta infestacin descendi a niveles de 5 y 18% para los mismos agentes.

El mismo estudio determin que los productos que se expenden en los diferentes mercados de Lima muestran niveles de contaminacin similares a los regados con desages crudos, debido al refrescamiento de los productos con aguas contaminadas y la deficiencia de la higiene del personal que manipula estos alimentos.

Los productos pesqueros son fcilmente deteriorados por falta de una oportuna conservacin en fro, especialmente cuando son transportados a grandes distancias y en forma precaria. Estudios realizados por la Universidad Nacional Agraria en algunas ciudades de la Selva Central, que son abastecidas con pescado procedente de la costa, indican que el 30% de la poblacin sufri alguna vez intoxicacin por consumo de pescado. El Ministerio de Salud manifest que el Clera fue inicialmente diseminado a travs de los productos pesqueros. La piscicultura permite ofrecer un producto fresco (vivo) y sin contaminacin.

Aspectos Sanitarios Del Uso De Aguas Residuales Tratadas

La evaluacin de riesgos para la salud por el uso de aguas residuales en agricultura (CEPIS, 1990) concluye que es posible obtener verduras sin Salmonella si se riegan con aguas residuales con niveles menores a 10,000 coliformes fecales/100 ml y con una Salmonella/100 ml.

El Proyecto de Investigacin sobre Reuso en Acuicultura de Aguas Residuales tratadas en las Lagunas de Estabilizacin de San Juan (CEPIS, 1991) establece que este sistema de tratamiento resulta adecuado para obtener la calidad sanitaria en el agua usada para el cultivo de tilapia del Nilo. Entre las conclusiones se pueden citar las siguientes:

El agua de los estanques acucolas debe tener un nivel mximo de 10,000 coliformes fecales/100 ml, a fin de minimizar el riesgo de contaminacin bacteriana del msculo del pez y permitir su consumo humano directo.

Se ha observado una disminucin de por lo menos un logaritmo entre la carga del agua del efluente y de los estanques acucolas, por lo que el nivel mximo en dicho efluente debe ser de 100,000 coliformes fecales/100 ml.

Se ha encontrado evidencias de que una exposicin prolongada de los peces en aguas conteniendo ms de 10,000 coliformes fecales/100 ml puede ocasionar el ingreso de bacterias al msculo del pez. Sin embargo, es posible la autodepuracin de estos peces contaminados, si los niveles de coliformes del agua retornan a los valores permisibles en un perodo de 30 das.

Lineamientos de control y vigilancia del tratamiento y reuso de aguas residuales

El estudio de riesgos para la Salud por el uso de aguas residuales en agricultura (CEPIS, 1990) ha determinado que existe una relacin directa entre la calificacin sanitaria (E.coli + Salmonella) y los coliformes fecales en los productos agrcolas, que permite simplificar las actividades del programa de vigilancia. Por ello este Programa debe efectuarse a travs de la cuantificacin de coliformes fecales por gramo de verdura e indicar la ausencia de huevos de parsitos o quistes de protozoarios viables en 5 unidades de muestras. El control de la calidad de los efluentes debe efectuarse con la determinacin de coliformes fecales, sin necesidad de identificar Salmonella.

El proyecto de Reuso en Acuicultura de Aguas Residuales tratadas en las Lagunas de Estabilizacin de San Juan (CEPIS, 1991) recomienda un programa de monitoreo en el sistema de tratamiento, a fin de asegurar la calidad sanitaria del efluente usado en acuicultura. Este programa de incluir como mnimo la medicin en el afluente y efluente de los siguientes parmetros:

Caudal promedio dario

Temperatura del agua mxima y mnima daria

DBO5 mensual

Coliformes fecales mensual

Tambin recomienda evaluar peridicamente el impacto de las variaciones de calidad del lquido crudo en el efluente del sistema, utilizando el modelo de flujo disperso para la prediccin de la calidad del agua.

Cuando las condiciones de cultivo se mantengan dentro de los lmites permisibles, el control de la calidad sanitaria de los peces cosechados para su comercializacin quedara supeditado a las exigencias de las entidades de control oficial que certifican la calidad de los productos pesqueros.

Por ltimo, la calidad sanitaria de los peces puede ser mejorada medante su estabulacin en tanques con agua clara y corriente, a fin de lavar los restos de lodos adheridos al pez durante la cosecha y la evacuacin del tracto digestivo. La reduccin de esta carga bacteriana saprofita retarda la velocidad de deterioro del producto. La coccin del pescado es una prctica recomendable en estos casos.

Medidas de proteccin para trabajadores agrcolas y obreros que operan con aguas residuales

Los 5,100 agricultores que riegan con aguas residuales sin tratamiento, estn expuestos a un alto riesgo de infestacin con bacterias y virus patgenos y parsitos, a lo que se suma la deficiente higiene personal que mantienen este grupo humano. Slo algunos agricultores tratan de evitar el contacto directo con las aguas y acostumbran a lavarse las manos despus del riego.

El Reglamento Sanitario para la Concesin de Aguas Negras menciona en su Artculo 30 que el concesionario o arrendatario, segn los casos, est obligado a preservar la salud del personal que labora en las faenas agrcolas de los terrenos regados con aguas negras.

Las medidas de proteccin han sido orientadas principalmente a los obreros que operan las plantas de tratamiento, ya que tienen contacto con las aguas residuales crudas o parcialmente tratadas. Se ha establecido el uso de botas y guantes para la operacin de compuertas y remocin de slidos y se ha prohibido al personal ingresar al agua de las lagunas. El riesgo es menor en los agricultores que usan los efluentes de las lagunas, ya que los niveles de patgenos son mnimos.

En la Unidad de Acuicultura de San Juan, el personal acostumbra a ingresar al agua para efectuar las labores de pesca. El uso de zapatillas los protege de riesgos de cortes. Tambin en este caso se considera mnimo el riesgo de contaminacin. Sin embargo, como medida de precaucin se recomienda no sumergir la cabeza en el agua y tomar un bao al terminar la faena de pesca, usando un jabn desinfectante. Los obreros han sido vacunados contra el ttano.

Aspectos Ambientales

Reduccin y prdidas de calidad de las tierras agrcolas

Contaminacin por disposicin final de aguas residuales

Impacto del tratamiento de aguas residuales con lagunas de estabilizacin

Impacto de la actividad agrcola

Reduccin y prdida de calidad de las tierras agrcolas

La costumbre del riego por inundacin, fuertemente arraigada en los agricultores, ha ocasionado uno de los mayores problemas que afrontan las tierras costeras: la salinizacin y el mal drenaje, que afecta aproximadamente a 300,000 ha, es equivalente a casi el 40% del rea cultivada.

El riego volumtrico fue establecido por la Ley General de aguas, pero slo se viene aplicando parcialmente, debido a la incompleta y deficiente infraestructura de medicin y control de la mayora de los valles costeros.

El Ministerio de Agricultura viene desarrollando un Programa Nacional de Rehabilitacin de las tierras agrcolas con problemas de drenaje y salinidad, accin que es posible dentro de los mrgenes econmicos normales.

Otro problema de importancia en la costa es la acelerada transformacin de las tierras agrcolas de alta fertilidad en zonas urbanas, reducindose el rea efectiva de produccin agrcola, el abastecimiento alimentario y el bienestar de los agricultores.

Contaminacin Por Disposicin Final De Aguas Residuales

El 82.4% de las aguas residuales generadas por las ciudades peruanas son dispuestas sin ningn tratamiento en ambientes acuticos superficiales, como ros, lagos y mares.

Una cantidad estimada en 125,600 ha son irrigadas con aguas superficiales de ros y canales que superan ampliamente los 1,000 coliformes fecales por 100 ml, nivel mximo recomendado por la OMS para el riego de vegetales de consumo crudo. Esta contaminacin es ocasionada por los desages dispuestos en zonas de los ros previas a la captacin.

La contaminacin de las fuentes de agua (ros) para abastecimiento pblico es el mayor problema, ya que obliga a las plantas potabilizadoras a incrementar sus costos de tratamiento y optimizar el proceso de desinfeccin para evitar riesgos por fallas en la operacin, que puedan causar serias consecuencias. Ya comentamos el caso del ro Rmac que abastece la ciudad de Lima. Otro caso relevante se tiene en la ciudad de Iquitos, en donde un gran colector vierte los desages en un tramo del ro Amazonas, a poca distancia antes de la captacin para la planta de agua potable. Es importante mencionar que las aguas superficiales son tambin contaminadas por relaves mineros, como son los casos de los ros Hualgayoc (Cajamarca), Moche (Lambayeque) y Caete (Lima).

La contaminacin marina tambin es notoria en ciudades costeras como Lima, Chimbote y Paita. Segn los estudios realizados por la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (1987-88) en el circuito de 21 playas de la Costa Verde (Lima), se detect la contaminacin con niveles superiores a 2,000 coliformes fecales/100 ml en seis playas cercanas a la descarga de los colectores de aguas servidas. Desde 1987, el Ministerio de Salud viene efectuando un control de calidad en las mismas playas antes citadas, habiendo calificado a tres de ellas no aptas como balnearios. Significa que los baistas estn expuestos a enfermedades transmisibles y que se limita el uso recreacional de estos lugares. Pero tambin la contaminacin marina tiene una incidencia en los recursos pesqueros. Es comn efectuar la pesca en las zonas de descarga de los grandes colectores, como es el caso de la Chira en Lima. Esta situacin tambin genera un grave impacto econmico, al poner en riesgo la comercializacin de los productos pesqueros y la actividad turstica.

Las excretas acumuladas en letrinas tambin han generado la contaminacin de las aguas subterrneas en algunos lugares. Ventura (1989) observ que las aguas de tres pozos localizados en la Provincia de Huaura presentaban un nivel entre 5.3 x 104 y 3.0 x 103 coliformes totales por 100 ml, originados por efectos biolgicos de incidencia directa o por infiltracin provenientes de las letrinas.

Impacto Del Tratamiento De Aguas Residuales Con Lagunas De Estabilizacin

La implementacin de plantas de lagunas de estabilizacin en diferentes lugares de la costa ha ocasionado un impacto ambiental, con las siguientes caractersticas:

Redujo la contaminacin de los ambientes acuticos que antes reciban las descargas de desages sin tratar. La playa de Ventanilla, ubicada al Norte de Lima, ha reducido su nivel de coliformes en dos logaritmos, desde que se instal la planta de tratamiento.

Ha permitido la formacin de reas verdes y cordones ecolgicos, que contribuyen a oxigenar la ciudad y brindar reas de esparcimiento a su poblacin. Lima cuenta con un rea de 300 ha de bosque gracias a la Planta de Lagunas de Estabilizacin de San Juan de Miraflores.

Ha contribuido a mejorar los suelos de 4,300 ha de las zonas desrticas de la costa.

Tambin se ha ocasionado problemas de malos olores y proliferacin de mosquitos, cuando las lagunas no fueron operadas adecuadamente. El control de la carga orgnica y la limpieza de vegetacin acutica evitan estas molestias.

Se ha provocado una ligera contaminacin de aguas subterrneas en las zonas agrcolas que utilizan las aguas residuales tratadas. Segn Foster (1986), el nivel de nitrgeno de estas aguas es superior al requerido por los cultivos, ya que normalmente son regados excesivamente (por inundacin) y los terrenos tienen una alta tasa de infiltracin. Por tanto, se han encontrado niveles de nitratos ligeramente mayores que en otras reas cercanas sin riego, pero muy por debajo de los niveles permisibles. Esto no constituye un riesgo, ya que en estas zonas no existen pozos destinados al abastecimiento de agua potable.

Impacto De La Actividad Agrcola

Las reas agrcolas cercanas a la ciudad, no slo cumplen la funcin de abastecer alimentos, sino tambin contribuyen a oxigenar el ambiente urbano y mantener un nivel de precipitacin estable.

El riego de estas reas permite la recarga del acufero, que en muchas ciudades es la principal fuente de agua potable. La reduccin de 25,000 ha de cultivo en Lima Metropolitana y el uso de las aguas subterrneas para el abastecimiento pblico, han determinado un descenso de 20 m en el nivel de la napa fretica. Es por ello, que actualmente los acantilados costeos denominados "Costa verde" estn completamente descubiertos de la vegetacin, que hace 20 aos era abundante.

Tambin se pueden citar algunos efectos negativos de la agricultura, como es el proceso de salinizacin del subsuelo y el acufero. El uso indiscriminado de fertilizantes nitrgenos, puede contribuir a incrementar el nivel de nitratos en las aguas subterrneas, hasta llegar a niveles que no permitan su aprovechamiento para consumo humano. Se considera que el acufero puede ser ms afectado por los fertilizantes que por las aguas residuales infiltradas en las lagunas de estabilizacin.

Otro factor de contaminacin es el uso indiscriminado de plaguicidas en la agricultura, especialmente en el cultivo de hortalizas.

Las Normas Peruanas permiten el uso de todos los tipos de insecticidas comerciales, incluso de aquellos prohibidos en otros pases.

Tratamiento con lagunas

Eficiencia del tratamiento

Problemas de operacin y mantenimiento de lagunas

Costo de operacin de sistemas de lagunas

Eficiencia Del Tratamiento

Durante el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las Aguas Residuales Tratadas en las Lagunas de San Juan (Moscoso et. al, 1992) se oper el sistema con cargas promedio de 400 kg DBO5/ha/da para mantener las lagunas primarias facultativas, pero el manejo de los caudales estuvo supeditado a la calidad del efluente en trminos de coliformes fecales. El monitoreo efectuado entre julio de 1988 y abril de 1990 arroj los valores promedios de los parmetros indicados.

En las lagunas mencionadas, con un perodo de retencin entre 57 y 32 das de acuerdo a la poca fra y clida, respectivamente, se lograron las siguientes eficiencias de remocin:

100% de helmintos y protozoos entricos, que por lo general ocurre en la laguna primaria cuando el perodo de retencin es mayor de 10 das.

100% de enterovirus durante el proceso completo. Los virus detectados en el crudo, no fueron aislados en el efluente final del sistema.

De 99.9892 a 99.9992% de coliformes fecales, que equivale a remover de 4 a 5 logaritmos, siendo mayor en la poca de calor.

71.22% de DBO5. Los valores ms bajos se logran en las lagunas primarias, pero luego se incrementan en el resto del sistema, debido a la gran proliferacin de fitoplacton.

61.85% de los slidos suspendidos totales. La variacin de los niveles tiene la misma tendencia que la DBO.

41% del fsforo total, 45% de nitrgeno orgnico y 96% de nitrgeno amoniacal.

Es importante indicar que la remocin de materia orgnica y nutrientes no es interesante cuando el efluente es destinado al riego agrcola. La remocin del 96% de nitrgeno amoniacal es muy importante en la acuicultura, para no sobrepasar el lmite de tolerancia de los organismos acuticos cultivados.

Evaluaciones preliminares efectuadas en 1991, permiten asumir la gran capacidad de las lagunas de estabilizacin para remover totalmente el Vibrio Cholerae.

Problemas De Operacin Y Mantenimiento De Lagunas

Una de las ventajas del sistema de lagunas de estabilizacin es la simplicidad de su operacin y mantenimiento. Sin embargo, muchas plantas tienen serias deficiencias de operacin por las siguientes razones:

Existe la idea errnea de que las lagunas se operan solas y no necesitan mantenimiento.

La mayora de plantas no cuentan con una supervisin tcnica, ni programas de control y monitoreo.

Los caudales no son regulados de acuerdo a la capacidad de las lagunas. La mayora son sobrecargadas y provocan malos olores.

La limpieza de natas y vegetacin es muy espordica o no se realiza, reduciendo la capacidad de tratamiento y favoreciendo la proliferacin de zancudos. Las cmaras de rejas funcionan mal o estn deterioradas.

Las lagunas no han sido diseadas para drenarse rpida y totalmente, ya que no cuentan con sistema de desage por el fondo. Por ello, el secado demanda mucho tiempo y se tiene que recurrir al uso de bombas.

No se realiza con regularidad la limpieza de lodos de las lagunas, ocasionando significativa reduccin de la capacidad del sistema. La mayora de lagunas nunca han contado con remocin de lodos. Otras se han limpiado a los 10 y 15 aos.

Las lagunas ms antiguas, como el caso de San Juan que tienen 30 aos, han sufrido un importante deterioro de diques, ya que fueron construidas con los suelos arenosos propios del lugar. Esta situacin exige una rpida y completa rehabilitacin del Complejo.

A los problemas mencionados se puede aadir la ineficiente administracin de las plantas, que es aprovechada por los agricultores para operar los caudales de acuerdo a sus intereses particulares, provocando sobrecargas repentinas y desestabilizacin del sistema.

Costos De Operacin De Sistemas De Lagunas

Otra de las ventajas del sistema de lagunas de estabilizacin es el bajo costo de operacin y mantenimiento, ya que no requieren productos qumicos, equipos, energa y mano de obra muy tecnificada.

El anlisis econmico efectuado en el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las Aguas Residuales Tratadas en las Lagunas de Estabilizacin de San Juan (1992), ha permitido estimar los costos para una Planta con las siguientes caractersticas:

- Poblacin atendida : 50,000 habitantes

- Caudal del crudo : 100 l/s

- DBO5 del crudo : 250 mg/l

- Coliformes fecales del crudo : 1 x 109/100 ml

- Temperatura mnima del agua : 17C

- Tasa de evapofiltracin : 1.3 cm/da

Para lograr un efluente con una calidad sanitaria equivalente a 10,000 coliformes fecales/100 ml, se requiere construir una planta con ocho bateras de lagunas primarias y secundarias, que con 16 ha de espejo de agua aseguren un perodo de retencin de 35 das.

Esta planta valorizada en EUA$250,000 (sin costo de terreno) tendr un costo de operacin anual de EUA$9,000, conformado por los siguientes rubros:

- Supervisin tcnica (tiempo parcial) : 1,800 US$/ao

- Mano de obra calificada : 1,800 US$/ao

- Mano de obra no calificada : 2,400 US$/ao

- Vigilancia nocturna : 1,440 US$/ao

- Anlisis de Laboratorio : 720 US$/ao

- Materiales e insumos : 240 US$/ao

- Mantenimiento de instalaciones y equipos : 600 US$/ao

Bajo estas condiciones, el costo del tratamiento ser de 0.0062 US$/m3 de efluente. En una planta ms pequea, con capacidad para tratar 30 l/s, el costo de produccin se eleva a 0.0105 US$/m3 (34% ms). En cambio, este costo puede reducirse a 0.0042 US$/m3 en la planta de 100 l/s localizada en una zona tropical, en donde la temperatura asumida para el diseo es de 25C y por lo tanto se reduce el rea y la mano de obra no calificada al 50% de la anterior. USO DE AGUAS RESIDUALES

Desarrollo Histrico

Planes futuros

Usos especficos

Variables restrictivas para el uso de las aguas residuales

Desarrollo histrico

En 1964 se construy al Sur de Lima el Complejo de Lagunas de Estabilizacin de San Juan, permitiendo la forestacin de 300 ha, que actualmente constituyen parte del denominado "Cinturn Ecolgico de Lima". Paralelamente, las reas desrticas adyacentes al Complejo fueron invadidas por algunos agricultores, quienes rpidamente detectaron el valor de estas aguas y ahora trabajan 70 ha de cultivos agrcolas.

El crecimiento explosivo de Lima en las tres ltimas dcadas ha trasformado ms de 20,000 ha agrcolas en urbanizaciones. Algunos agricultores han luchado por mantener el uso agrcola de sus tierras, pero su abastecimiento de agua se ha visto reducido e incluso interrumpido por la destruccin de los canales de riego provenientes de los ros Rmac y Chilln. Por tanto, la supervivencia de 3,000 ha agrcolas ha sido posible gracias a las aguas residuales.

Casos similares al anterior se han presentado en otras ciudades de la costa, tal como Trujillo, Chiclayo y Piura, en donde en forma espontnea se utilizan las aguas residuales sin tratamiento. El nico caso de riego planificado se ha realizado en un rea de 200 ha, aledaa a la ciudad de Tacna.

En 1988 se implement la Unidad Experimental de Acuicultura de San Juan, que ocupa un rea de 14,400 m2 y es abastecida por un efluente del Complejo de Lagunas de Estabilizacin de San Juan. Esta Unidad permiti ejecutar el Proyecto de investigacin de Reuso en Acuicultura y actualmente se mantiene operando con fines demostrativos.

En 1992 se ha construido una planta de tratamiento, compuestas por un reactor anaerbio de flujo ascendente y dos lagunas de estabilizacin, para regar un campo de Golf, alternativa tecnolgica que puede aplicarse en general para el riego de las rea verdes de la ciudad.

En el presente ao, la Universidad Nacional de Ingeniera est construyendo un mdulo de tratamiento de aguas residuales, que pretende evaluar diferentes alternativas tecnolgicas. Igualmente, la Universidad Nacional Agraria La Molina est implementando otro mdulo de reuso de aguas residuales en agricultura, piscicultura y forestales en un campo agrcola de 23 ha.

Planes Futuros

El Ministerio de Agricultura, a travs de su Programa Nacional de Reuso de Aguas Residuales para Riego Agrcola ha proyectado invertir US$ 97.5 millones para desarrollar 18,000 ha agrcolas. La primera etapa considera la implementacin de 9,461 ha en las siguientes ciudades:

- San Bartolo (Lima) 4,300 ha

- Ventanilla (Lima) 550 ha

- Villa El Salvador (Lima) 475 ha

- Trujillo (La Libertad) 1,386 ha

- Chiclayo (Lambayeque) 1,300 ha

- Piura (Piura) 1,000 ha

- Ica (Ica) 450 ha

El Servicio de Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) ha elaborado el Estudio de Reuso de Aguas Servidas para irrigar las Zonas Aridas ubicadas en el Sur de Lima. Este proyecto, inicialmente elaborado en 1985 por la Empresa israel TAHAL, comprende las siguientes acciones:

Conducir 13 km un caudal de 2 m3/s del colector Surco que recoge los desages del Cono Sur de Lima.

Implementar un sistema de tratamiento por lagunas aireadas facultativas para uso forestal y por recarga del acufero para uso agropecuario.

Distribucin y riego a presin de 4,500 ha para el desarrollo agrcola y ganadero.

El costo del proyecto fue estimado en EUA$69 millones, de los cuales 2/3 correspondera a la conduccin y tratamiento de las aguas.

Un segundo Estudio del Proyecto de San Bartolo ha sido realizado en 1989 por la Agencia Internacional de Cooperacin del Japn (JICA), bsicamente referido a la conduccin y tratamiento medante lagunas de estabilizacin de 4 m3/s para el riego de 4,800 ha. En este caso se estim una inversin de EUA$98 millones, correspondiendo el 78% al sistema de conduccin.

Otro Proyecto elaborado por SEDAPAL est localizado en el Cono Norte de Lima, en donde se pretende desarrollar 350 ha agrcolas en el rea desrtica de Piedras Gordas.

Usos Especficos

a) Agricultura :

La agricultura es la principal actividad desarrollada con el reuso de las aguas residuales en el Per. No se tiene referencias de que la productividad mejore por el uso de aguas residuales, pero si que se sustituye por completo la fertilizacin artificial. Un total de 3,950 ha son utilizadas en el pas (91% del rea de reuso) para los cultivos agrcolas que se detallan en el.

Se ha estimado que las 4,022 ha de campos agrcolas regados con aguas residuales estn produciendo ms de 126,000 toneladas anuales de productos varios, correspondiendo al 92% hortalizas como cebolla, espinaca, albahaca, acelga, perejil, culantro, lechuga, col, coliflor, aj y tomate. En algunos lugares menos productivos se produce camote.

Los cultivos industriales como el algodn y los forrajes como maz y alfalfa no requieren efluentes de alta calidad, sin embargo estn siendo regados con aguas tratadas. El riego de la caa de azcar con aguas crudas puede ser de poco riesgo por tratarse de un producto industrializado, pero s lo es para los trabajadores. El mayor riesgo est dado en los cultivos de hortalizas, que son regados con aguas sin tratamiento, como en el caso de las 3,078 ha ubicadas en Lima. Por lo tanto, es urgente la restriccin de estos cultivos, mientras no se implemente un sistema de tratamiento altamente eficiente.

El Proyecto de San Bartolo proyecta desarrollar 4,700 ha con los siguientes cultivos: Los cuatro primeros cultivos que se indican en el. Los cuatro primeros cultivos sern regados con efluentes provenientes de lagunas facultativas y las hortalizas recibirn al agua recuperada del acufero previamente recargado con aguas residuales.

b) Forestales :

La actividad forestal que actualmente ocupa 300 ha se ha orientado a la formacin de bosques con fines ecolgicos y recreativos. En todos los proyectos de tratamiento y reuso de aguas residuales se cuenta con un rea forestal perimtrica, utilizada como barrera de viento, que evita la difusin de malos olores, adems de mejorar el ornato del lugar. La Universidad Nacional Agraria La Molina est implementando el Proyecto "Mdulo Piloto de tratamiento y reuso de aguas residuales en agricultura, acuicultura y forestales en las Vias de La Molina. En este caso, el componente forestal tiene un propsito productivo, adems de conformar un cordn permetral. En un rea total de 8.6 ha se pretende obtener la siguiente produccin anual:

- Plantas de vivero 100,000 unidades

- Arboles ornamentales jvenes 82,000 unidades

- Semilla de arboles ornamentales2,400 kg

- Lea y carbn 4,700 kg.

Adems de los productos sealados, se espera desarrollar una produccin apcola.

c) Pecuaria :

La ganadera es una actividad complementaria a la agrcola. En San Juan, existen alrededor de 60 cabezas de ganado vacuno, que aprovechan la produccin de forrajes. Tambin algunos agricultores cuentan con un nmero pequeo de ganado ovino. La vegetacin sembrada en los taludes internos de los estanques pisccolas es peridicamente cortada por pastores de ovinos del lugar. El proyecto de San Bartolo ha considerado dentro de su programa agropecuario la produccin anual de 22 millones de litros de leche y el sacrificio de 3,500 cabezas de ganado vacuno.

d) Acuicultura :

La piscicultura es una nueva alternativa que se est proponiendo dentro de las actividades de reuso de las aguas residuales. Es por ello que el CEPIS y la UNALM ejecutaron el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las aguas residuales tratadas en las Lagunas de Estabilizacin de San Juan durante los perodos 1983-84 y 1988-90.

Durante el primer perodo (preliminar) se logr definir que las condiciones ambientales de las lagunas cuaternarias eran satisfactorias para la supervivencia y crecimiento de los peces Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y Carpa comn (Cyprinus carpio). Sin embargo, estas lagunas no resultaron prcticas para el cultivo y se recomend usar estanques pisccolas abastecidos con efluentes terciarios.

La segunda fase (definitiva) tuvo la finalidad de definir una tecnologa de produccin para disear sistemas integrados de tratamiento de aguas residuales-acuicultura. En estanques pisccolas se efectuaron cuatro campaas experimentales con tilapia del Nilo, logrndose los siguientes resultados:

Las tilapias con un peso inicial de 60 g pueden ser cultivadas durante los cuatro meses de calor a densidades de 2 peces/m2, para alcanzar un peso comercial de 250 g.

A partir de una biomasa inicial de 960 kg/ha, durante el perodo mencionado se obtiene produccin final de 4,400 kg/ha, sin adicionar alimento artificial.

No se detect presencia de bacterias y virus patgenos en los peces cultivados en aguas tratadas con niveles inferiores a 10,000 coliformes fecales/100 ml.

e) Riego De reas Verdes Y Campos Deportivos

El Parque Zonal Huayna Cpac ubicado en San Juan incluye 12 ha de campos recreacionales con cobertura vegetal regada con aguas residuales tratadas. Este campo es regado dos das por semana, evitando el ingreso del pblico hasta despus de 48 horas del riego. Un tramo del acantilado costero de Lima est siendo irrigado con aguas residuales tratadas para recuperar la cobertura vegetal que antiguamente exista. Para ello se ha implementado un pequea planta de sedimentacin y filtros percoladores, que abastecen de 1 l/s para el riego por goteo. El Club de Golf La Planicie est manteniendo sus campos medante el riego con un efluente tratado en un reactor anaerbio de flujo ascendente y dos lagunas facultativas de acabado.

f) Uso de Lodos

Despus de 5 y 8 aos de operacin continua, las lagunas primarias y secundarias, respectivamente son drenadas para extraer los lados acumulados. Luego de un perodo de secado de 3 a 6 meses, los lodos son recolectados con un cargador frontal y trasladados a un rea cercana para continuar su secado. Los lodos extrados de las Lagunas de estabilizacin de San Juan son almacenados por un ao, para luego ser utilizados como abono o mejoradores de suelos arenosos. La Empresa de Peajes de Lima Metropolitana viene utilizando este material para preparar la tierra existente en la berma central de las autopistas, en donde luego se plantan rboles.

Variables Restrictivas Para El Uso De Las Aguas Residuales

La principal variable restrictiva para el uso de aguas residuales en agricultura es la presencia de desechos industriales. Por un lado, estos productos pueden inhibir el proceso biolgico en las lagunas, y por otro, podran bioacumularse en vegetales y peces cultivados, especialmente si son destinados al consumo humano directo. An cuando la legislacin establece que las industrias deben tratar sus aguas residuales in situ, antes de disponerlas en el alcantarillado pblico, pocas empresas cumplen con estas disposiciones, valindose del deficiente control de los organismos estatales.

Cuadro No. 1. Parmetros operativos de las lagunas de San Juan (Mg/L)

Parmetro Crudo Primaria Secundaria Terciaria

DQO total 562 202 183 171

DQO soluble 149 67 53 46

DBO5 total 278 53 91 80

DBO5 soluble 67 15 19 15

SS totales 270 96 111 103

SS voltiles 229 88 100 94

Fsforo total 7.70 4.73 4.76 4.54

Ortofosfatos 4.02 2.22 1.12 1.60

N - orgnico 19.25 8.16 10.58 10.55

N - amoniacal 47.49 22.11 7.12 1.78

Alcalinidad total 260 210 154 135

Clorofila A (ug) 0 943 1139 1113

Cuadro No. 2. Cultivos actualmente regados con aguas residuales en el Per

TIPO DECULTIVOPRODUCTIVIDAD(kg/ha)AREA(ha)PRODUCCION(TM/ao)TIPO DEAGUA

Algodn 3,500 200 700 tratada

Maz grano 5,000 460 2,300 ambas

Maz forraje 100,000 156 1,560 tratada

Alfalfa 20,000 20 400 tratada

Camote 24,000 18 432 tratada

Caa de azcar 18,000 260 4,680 cruda

Hortalizas 40,000 2,908 116,320 cruda

Cuadro No. 3. Cultivos planificados en el proyecto San Bartolo

CultivoArea (ha)Produccin (t/ao)

Algodn 2,700 9,500

Maz grano 400 2,000

Maz forraje 550 57,000

Alfalfa (forraje) 300 6,000

Pasto Rhodes 250 6,000

Hortalizas varias 500 20,000

TOTAL 4,700 100,500

DISPOSICIN Y USO INDISCRIMINADO DE LAS AGUAS RESIDUALESEl 49% de la Regin de Amrica Latina y el Caribe tiene servicio de alcantarillado; diariamente se colectan 40 millones de metros cbicos de aguas residuales que se vierten a los ros, lagos y mares. Si en el ao 2000 se lograra ampliar este servicio bsico al 90% de la poblacin, se producira ms de 100 millones de metros cbicos de desages que agravaran an ms la contaminacin. Del volumen colectado por los sistemas de alcantarillado, menos del 10% recibe tratamiento antes de ser descargado en un cuerpo de agua superficial o antes de su uso para el riego directo de productos agrcolas.

El uso de aguas residuales para el riego de cultivos de consumo humano incrementa los factores de riesgo para la salud de la poblacin. Las situaciones endmicas de diarreas, parasitismo, fiebre tifoidea y salmonellosis que imperan en nuestro continente no son ms que el reflejo de esta crtica situacin, a la que vino a sumarse el clera.

El desbalance entre el recurso hdrico y el crecimiento explosivo de las grandes ciudades, ha obligado a priorizar el uso de aguas superficiales para abastecimiento pblico y generacin de energa elctrica. Como lgica consecuencia, la actividad agrcola ubicada en la periferia de las ciudades se ha visto seriamente afectada y ha optado por el uso de aguas residuales como nica alternativa de supervivencia. Esto se refleja en la existencia de ms de 400 000 ha agrcolas irrigadas con estas aguas en forma directa, la mayora sin tratamiento previo. En 1992 Mxico report 350 000 hectreas agrcolas regadas directamente con aguas residuales y en la costa del Per existen ms de 4 000 ha regadas con estas aguas.

Esta situacin es slo la punta del iceberg, ya que una cantidad superior de tierra agrcola se irriga con aguas superficiales de ros y canales que superan ampliamente el nivel mximo de mil coliformes fecales por 100 ml que recomienda la OMS para el riego de vegetales de consumo crudo. Con estos niveles de contaminacin, los riesgos de consumir alimentos contaminados es alto.

Un estudio realizado por el CEPIS en Lima, Per, permiti comparar la calidad sanitaria de los productos alimenticios regados con aguas de ro no contaminado y con aguas residuales crudas y tratadas. Tambin se evalu la calidad de productos alimenticios que normalmente se expenden en los mercados de Lima.

Los resultados de la evaluacin sanitaria de los productos agrcolas se resumen en la figura 1. El 91% de los productos regados con aguas crudas mostraron presencia de enteroparsitos, el riesgo disminuy en las verduras regadas con aguas residuales tratadas y aguas superficiales no contaminadas. En lo que respecta a la presencia de Salmonella y a concentraciones de Escherichia coli por encima de los niveles permisibles segn las guas internacionales, el riesgo es alto con el uso de aguas residuales crudas. Se encontraron niveles de riesgo comparables con el uso de aguas residuales tratadas, sin embargo, se debe indicar que el exceso de coliformes fecales encontrados se debi a la sobrecarga del sistema de lagunas de estabilizacin evaluado. Esta situacin nos permite sealar que tan importante como implementar una planta de tratamiento es que sta opere adecuadamente, evitando las sobrecargas que frecuentemente ocurren por falta de programas de ampliacin y mejoramiento de los sistemas de tratamiento. Como era de esperarse, los productos irrigados con aguas superficiales no contaminadas presentaron un riesgo bajo.

En el mismo grfico se muestra que los niveles de contaminacin de los productos que se expenden en los mercados, independientemente de la calidad del agua de riego, son comparables a los irrigados con aguas residuales sin tratar. Estos niveles son resultado de: el uso de aguas residuales contaminadas, el refrescamiento de los productos con aguas superficiales contaminadas antes de su destino final en los grandes centros de abastecimiento, y la falta de higiene en el manipuleo de los alimentos a travs de toda la ruta de comercializacin, desde que el producto sale de los terrenos de cultivo hasta llegar a los hogares.

Tratamiento Y Uso Sanitario De Las Aguas Residuales

En los pases desarrollados el principal objetivo del tratamiento es la remocin de materia orgnica y nutrientes, pues una tifoidea o un caso de parasitismo son excepcionales. En cambio, en los pases en desarrollo, el objetivo prioritario de tratamiento de las aguas residuales debe ser la remocin de parsitos, bacterias y virus patgenos que ocasionan enfermedades endmicas. La opcin tecnolgica mediante la cual se alcanza plenamente el objetivo de "no patgenos", corresponde a las lagunas de estabilizacin.

Los efluentes de las lagunas de estabilizacin, por su calidad bacteriolgica, pueden usarse en cualquier actividad agropecuaria, desde la horticultura, los cultivos agroindustriales y acuicultura hasta la forestacin. El dimensionamiento de estos sistemas estar ligado a la calidad de los efluentes requerida para cada tipo de uso.

Si el nico objetivo fuese descontaminar el recurso hdrico, todos los proyectos seran inviables financieramente. Sin embargo, si se aprovecha la excelente calidad bacteriolgica y la riqueza en nutrientes que ofrecen las aguas tratadas mediante lagunas de estabilizacin, es posible obtener otros beneficios como la produccin agropecuaria prxima a los centros de consumo. As, la pronta recuperacin de nuestro limitado recurso hdrico en la Regin sera una realidad.

El uso de las aguas residuales tambin permite obtener otros beneficios, como el uso eficiente del agua, provisin de abonos naturales y generacin de alimentos, empleo e ingresos econmicos, adems de incrementar la frontera agrcola en zonas desrticas.

Uso De Aguas Residuales En Acuicultura

En los pases con gran tradicin pisccola se estn incorporando las aguas residuales a los estanques de cultivo, sin ningn tratamiento previo. Es el caso de Calcuta en la India, en donde existen ms de 10 000 ha de estanques alimentados con aguas crudas, lo que ocasiona un alto riesgo sanitario que an no ha sido evaluado. En cambio, los pases desarrollados estn usando la crianza de peces como una forma de mejorar la remocin de materia orgnica, sin que importe la calidad del producto ya que no se destina al consumo humano directo.

Adoptando una situacin intermedia, El CEPIS ejecut el proyecto de acuicultura utilizando efluentes tratados de lagunas de estabilizacin ubicadas en San Juan, Lima, Per. En este caso, las aguas residuales son tratadas previamente hasta alcanzar la calidad apropiada para obtener una elevada produccin de peces aptos para el consumo humano directo. Durante dos aos se realizaron cuatro cultivos experimentales de tilapia del Nilo, Oreochromis niloticus, en forma continua durante las pocas de calor y fro propias del clima de Lima.

El sistema de tratamiento permiti reducir los niveles de DBO total hasta rangos de 112 a 68 mg/l. La alta produccin de algas se situ entre los 1 573 y 718 mg/l de clorofila A, de acuerdo al clima. El amonio total fluctu entre 2.62 y 0.45 mg/l, valores tolerables por la tilapia del Nilo. La remocin de coliformes fecales en el proceso de tratamiento confirm que el sistema es capaz de reducirlos hasta 5 logaritmos y permite lograr un efluente con niveles de 104. Debido a que los estanques pisccolas trabajan en "batch", se logra reducir la concentracin de coliformes en un logaritmo y obtener el nivel de 103 recomendado por la OMS.

En las condiciones de Lima, se puede obtener 4 400 kg/ha de tilapia con un peso promedio de 250 g por unidad al final del verano, sin adicionar alimentos artificiales. El crecimiento es muy reducido durante el invierno porque la temperatura desciende hasta 17C. En las granjas convencionales de la Amazona, slo es posible obtener este nivel de produccin si se abonan los estanques y se proporciona alimentos concentrados. La abundante biomasa de algas en las aguas residuales tratadas permite sustituir la alimentacin artificial y por tanto reducir los costos de produccin.

La calidad de los peces fue evaluada de acuerdo a una calificacin estricta propuesta por Buras (1987), que establece como "muy buenos" a los peces con menos de 10 bacterias por gramo de msculo; son "aceptables" aquellos con 10 a 50 bacterias y son "rechazados" los peces con ms de 50 bacterias. Es importante aclarar que el pescado comercializado en los mercados normalmente presenta mayor carga bacteriana en el msculo que los mencionados en la calificacin.

En tres experimentos se logr una calificacin de "muy buenos" para el 100% de los peces. Slo en el tercer experimento se rechaz el 6% de los peces, situacin que fue motivada por un incremento deliberado del nivel de coliformes fecales que sobrepas 105 en el efluente. Ello permiti establecer el lmite de calidad del efluente que debe utilizarse en el cultivo de tilapia; rebasado el lmite, el sistema inmunolgico de la tilapia se debilita y las bacterias ingresan al msculo. Tambin se pudo observar la capacidad de autodepuracin de estos peces, siempre que se reduzca el nivel de coliformes por un perodo mnimo de 30 das. Esto significa que en el caso eventual de un "accidente" de sobrecarga del sistema de tratamiento, la calidad sanitaria de los peces afectados puede recuperarse.

Los resultados obtenidos han permitido elaborar un modelo computarizado para dimensionar granjas comerciales en zonas tropicales y subtropicales. La temperatura elevada de las zonas tropicales permite reducir el perodo de crianza a siete meses, obtenindose hasta tres cosechas al ao. Con el programa resulta fcil calcular, por ejemplo, que para lograr una produccin de 60 toneladas anuales se requieren 19 ha en lugares con climas subtropicales, mientras que en los climas tropicales slo se necesitan 9 ha, situacin que tambin reduce el costo de produccin.

Este modelo tambin permite efectuar una evaluacin econmica. Se puede tomar el caso de una granja tropical que produce 60 toneladas y requiere una inversin de EUA$76 000 con costos operativos anuales de EUA$16 000, determinando un costo de EUA$0,31/kg frente a un precio de EUA$1,00 a 3,00/kg. Este bajo costo permite competir con la pesca y obtener una tasa interna de retorno de 45% que indica la alta rentabilidad del proyecto. Este caso no ha considerado costo del terreno, en el supuesto de aprovechar zonas eriazas, sin embargo, el modelo nos permite realizar un anlisis de sensibilidad para estudiar la variacin de dicha rentabilidad con diferentes costos de terreno o de tratamiento del agua.

Uso De Aguas Residuales En Agricultura

En 1991 el Ministerio de Agricultura del Per inici un Proyecto Nacional de Riego con Aguas Servidas Tratadas, que pretenda ampliar la frontera agrcola de la costa con 18 000 ha regadas con 20 m3 de desages producidos en las principales ciudades de la costa peruana.

El CEPIS brind asistencia tcnica y concentr sus esfuerzos en evaluar el grado de sustitucin de fertilizantes por el aporte de nutrientes de las aguas tratadas. Se evaluaron diferentes dosis de fertilizacin, desde un testigo con aguas residuales solamente (sin fertilizantes) hasta niveles de fertilizacin que normalmente se aplican en los cultivos comerciales. Se ensayaron diferentes cultivos comerciales como frijol, habichuelas, brcoli, col, maz, etc.

Tal como se aprecia en los resultados obtenidos con el frijol "panamito" (figura 4), todos los cultivos evaluados mostraron rendimiento de produccin muy similares en todos los tratamientos, incluyendo el testigo sin fertilizacin. Se demostr que las aguas residuales aportan todos los nutrientes requeridos por los cultivos, lo que permite ahorrar los costos de fertilizacin, que muchas veces representan ms del 50% del costo de produccin. Las investigaciones realizadas en Israel mencionan que ciertos cultivos de frutos y granos pueden ser afectados por los altos niveles de nitrgeno existentes en las aguas residuales tratadas, ya que slo favorece el desarrollo vegetativo de la planta. Por lo tanto, sus sistemas de tratamiento estn orientados a mejorar la remocin de este nutriente. Sin embargo, esta alta concentracin de nitrgeno es favorable en los cultivos de forrajes, en donde s es conveniente propiciar el crecimiento vegetativo de la planta.

Modelos Integrados De Tratamiento Y Uso

Actualmente el CEPIS est promoviendo unidades integrales de tratamiento y uso, en donde se combinan diferentes componentes agrcolas, acucolas y forestales con la finalidad de diversificar la produccin para mejorar la eficiencia y reducir los riesgos de inversin.

Podemos citar como ejemplo un modelo dimen-sionado en una ciudad tropical de 50 000 habitantes que genera 100 l/s de desages y requiere una planta de lagunas de 9 ha para irrigar 11 ha de hortalizas, 30 ha de esprragos, 39 ha de algodn y alimentar 9 ha de estanques pisccolas. Teniendo en cuenta el rendimiento de los cultivos, tambin se han calculado las variantes de los climas tropicales y subtropicales, los costos de inversin y operacin, los ingresos anuales, el valor actual neto y la tasa interna de retorno. Estos mdulos agropecuarios pueden alcanzar un tasa interna de retorno de 71 y 42% en zonas tropicales y subtropicales, respectivamente, tasas que pueden ser consideradas bastante rentables.

Hemos propuesto que el Programa Nacional de Riego con Aguas Servidas Tratadas sea financiado mediante un crdito rotativo. Un financiamiento externo de 13 millones de dlares, bajo condiciones blandas, permitira desarrollar 180 empresas agropecuarias de 100 ha cada una durante un perodo de 20 aos hasta abarcar las 18 000 ha.

Con la asistencia tcnica del CEPIS se estn implementando dos proyectos de tratamiento y reuso de aguas residuales en la Universidad de Ingeniera y la Universidad Agraria "La Molina" de Lima, Per. Un adecuado modelo de gestin permitir demostrar la factibilidad tanto tcnica como econmica de estos sistemas integrales.

Con el mismo propsito, se estn desarrollando Unidades Demostrativas en los pases de la Regin. En Mxico se ha propuesto la creacin de un Centro Regional de Reuso de Aguas Residuales, que incluira una Unidad Demostrativa. Tambin se est elaborando un modelo similar para la zona semirida del nordeste brasileo.

Consecuente con este afn de promocin, el CEPIS apoya las iniciativas de capacitacin en los diferentes pases de la Regin, destacndose en los dos ltimos aos los cursos realizados en Costa Rica, Per, Mxico y Venezuela.

Hasta ahora, todos los esfuerzos realizados por el CEPIS en el campo del uso sanitario de aguas residuales han tenido como meta mejorar el tratamiento de desages mediante la generacin de actividades productivas que absorban el costo del tratamiento. Tenemos el compromiso de continuar realizando programas de capacitacin y asistencia tcnica para contribuir al desarrollo de tecnologas de tratamiento y uso de aguas residuales, adecuadas a la realidad de Amrica Latina y el Caribe.

SIN EQUILIBRIO EN EL PERU

Kyoto. Los pases subdesarrollados como el Per no deben ejecutar los mismos programas de tratamiento de aguas que utilizan los pases industrializados porque las condiciones son distintas, plante ayer la ingeniera peruana Leonor Mndez en el Tercer Foro Mundial del Agua.

Mndez, profesora de Ingeniera Ambiental en la Universidad Nacional Agraria La Molina de Lima, lleg a Kyoto para presentar su trabajo La desinfeccin de agua y alimentos en los domicilios, en el que explica cmo en el Per la falta de tratamientos de agua ocasiona problemas de enfermedades infecciosas.

La principal preocupacin en el Per son las aguas residuales. El Banco Mundial pide aplicar tecnologas costosas, pero el tratamiento convencional de aguas en las naciones industrializadas resulta demasiado caro para nuestros pases. Es decir, no podemos utilizar un sistema que aplic Brasil y fue exitoso sin antes estudiar cules son las condiciones que se dan en el Per, coment Mndez.

Hay muchos mtodos para el tratamiento de aguas. Es importante investigar cul es la realidad de cada pas para aplicar la frmula correcta. En algunos pases desarrollados funciona bien el mtodo de flujo ascendente, que es para tratar aguas de origen industrial, pero eso no funciona para nosotros, que tenemos un sistema ms domstico, aadi.

Uno de los problemas que se debe revertir en el Per es que antes de iniciar algunas construcciones se debe investigar. Lamentablemente, nadie nos paga por investigar, solo se invierte para construir. En Puente Piedra, hace poco el presidente Alejandro Toledo inaugur una planta de aguas residuales que tiene un mtodo convencional. Fue una inversin costosa y veremos cmo evoluciona, dijo.

No es novedad decir que el sector rural peruano tiene grandes problemas de abastecimiento de agua. En esas zonas la gente utiliza agua de ros, lluvias, manantiales. Como tampoco tienen sistemas de desage y las aguas estn contaminadas, entonces se generan enfermedades de origen hdrico o infecciosas, agreg.

La solucin de abastecimiento tiene varias lecturas. En primer lugar, corresponde a los gobiernos regionales plantear vas de desarrollo, aunque todo pasa por crditos. De otro lado, la gente debe entender que las condiciones son diferentes y no pueden aspirar, al menos en principio, a redes como si estuvieran en una zona urbana, porque no existe la infraestructura necesaria.

"Para mejorar el problema del agua en el Per se necesita dinero. Por ejemplo, existe un estudio para Lima de un proyecto de trasvase para aumentar el abastecimiento. Se trata de la presa Pomacocha (Yauli)-Ro Blanco y con ella se llevara agua al ro Rmac, pero plantea un tnel trasandino y el costo total es de aproximadamente 110 millones de dlares", anot Mndez.Aguas Servidas Envenenan El Pacfico El sistema de drenaje de Lima comprende unos 8.000 kilmetros de alcantarillas, que recogen 18.000 litros de aguas servidas cada segundo para volcarlas al ocano a travs de ocho colectores, lo cual se suma a la que recogen los ros Rimac y Lurn.

Un informe de Sedapal, la empresa estatal que administra el servicio de agua y alcantarillado, seala que los desechos lquidos han creado una peligrosa insalubridad en las playas situadas frente a la ciudad y en las zonas vecinas.

La Organizacin Panamericana de la Salud (OPS) tambin ha dado la voz de alerta, en un documento que destaca el riesgo provocado por la falta de sistemas de tratamiento de las aguas servidas de Lima y de las otras ciudades costeras del pas.

"La situacin advertida por la OPS fue demostrada en la epidemia de clera que sufri Per en 1991, que cost miles de muertos, cientos de millones de dlares en gastos de salud", adems de prdidas no calculadas por los problemas que afrontaron las exportaciones y el turismo, coment Teresa Chipoco.

Las aguas residuales vertidas por las ciudades litoraleas infectan las playas y se suman a los factores contaminantes que causan la progresiva desaparicin del fitoplancton, conformado por plantas muy pequeas que flotan en la superficie, primer eslabn de la cadena alimenticia acutica y actor principal del equilibrio climtico.

"El Hombre necesita del agua, no puede vivir sin ella, pero las ciudades tienden a provocar su muerte al arrojar sus desperdicios lqu