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Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN

MINI-CURSO DE RIESGO MICROBIANO

Tutor: Ing. Verbyla Matthew

CASO DE ESTUDIO:


Presentado por:

ALIAGA MELENDEZ ROCIO

AYALA CANO CARMEN

FUENTES VERA MELIZZA

FLORES APAZA NORMA

FIGUEROA YERKO

29 de Agosto del 2014

COCHABMABA – BOLIVIA


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OPERADOR DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

1. RESUMEN

La experiencia demuestra que las lagunas facultativas es una de las tecnologías de tratamiento

más extendidas en el mundo; sin embargo los mecanismos y extensión de la eliminación de

microorganismos en estos temas son poco conocidos. Objetivo del trabajo fue evaluar la dosis-

reacción de Ascaris y enterovirus para un operador que trabaja en una planta de tratamiento de

aguas residuales. El método empleado para analizar el riesgo microbiano para un operador de

planta residual, fue un modelo estadístico en base a la simulación Monte Carlo; Esquema de

Dosis -Reacción para Áscaris (Huevo de helminto) y Enterovirus, y la probabilidad de infección

del mismo operador por este parasito y virus. El riesgo microbiológico para un operado de planta

residual se ve inminente para Ascaris, y en menor magnitud para Enterovirus.

2. INTRODUCCION

El alto crecimiento demográfico en los países en desarrollo se produce en las pequeñas ciudades

estrechamente ligadas a zonas agrícolas, con la falta de acceso al agua y saneamiento (Verbyla

M, et al., 2013). En consecuencia esto se ha convertido cada vez más importante para evaluar las

aguas residuales para su reutilización potencial (Verbyla M, et al., 2013). Para ello se

implementó plantas de tratamiento donde se recibe las aguas residuales que son sometidos a un

proceso natural. Para el funcionamiento adecuado de esta planta es necesario contar con personal

capacitado (operadores).

Los operadores que trabajan en estas plantas de aguas residuales tienen la responsabilidad de

desarrollar las actividades de operación y asegurar la eficiencia de la planta

(http://www.ehowenespanol.com), ellos enfrentan varios peligros día a día

(http://www.elcosh.org/document), uno de ellos es la transmisión de enfermedades causadas por

Ascaris y Enterovirus y otros que pueden causar infecciones intestinales, pulmonares y de otro

tipo (Oakley & Salguero, 2011). Dado que los microorganismos son una amenaza para la salud

pública, son resistentes a aguas residuales, y pueden persistir en el medio ambiente, es así que el

objetivo del trabajo es evaluar la probabilidad de infección con Ascaris y enterovirus para un

operador de una planta de tratamiento de aguas residuales y comparar el riesgo para un operador

http://www.ehowenespanol.com/

http://www.elcosh.org/document


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que trabaje tiempo completo (5 días/semana), medio tiempo (10 días/mes), y por rotación (un

día/mes). Asumiendo que el operador ingiere 10mg/día. Es importante saber la dosis reacción de

microorganismos para ver en qué grado de infección a la que está expuesto el operador al realizar

su trabajo diario.

3. METODOS

La metodología utilizada para analizar el riesgo microbiano para un operador de planta residual

ubicado en la zona de los yungas (La Paz – Bolivia) fue un modelo estadístico en base a la

simulación monte Carlo; Esquema de dosis reacción para Áscaris (Huevo de helminto) y

Enterovirus, y la probabilidad de infección del mismo operador por este parasito y virus.

3.1. MODELO ECRM PARA ASCARIS

3.1.1. Simulación Monte Carlo

Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua

residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y

15% de lodo.

Según la publicación "Wastewater Infrastructure for Small Cities in an Urbanizing World:

Integrating Protection of Human Health and the Environment with Resource Recovery and Food

Security" por Matthe E. Verbyla el año 2013. La concentración de Ascaris en las matrices de

lodo y agua están expresados en la tabla 4.1 con la correlación que los huevos de helminto están

clasificados aproximadamente de 78.9% de Taenia, 19.1% Ascaris, 1.7% Trichuris y 0.3% de

Hookworm.

D = C (lodo)*m+ C (agua) V


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Tabla 1. Parámetros de la simulación Monte Carlo

3.1.2. Modelo DOSIS REACCION – Ascaris

El modelo dosis reacción o respuesta no fue evaluado por la indisponibilidad de datos de

voluntarios que participaron en la experiencia, en contra parte se obtuvo los datos para un modelo

de regresión “Beta-Poisson” basados en la publicación “Mara (2010)” donde

Tabla 2. Parámetros para el modelo "Beta Poisson"

3.1.3. Probabilidad de infección diaria, anual y DALY’S

Se calculara la probabilidad de infección en base a las ecuaciones correspondientes al modelo

dosis respuesta para Ascaris, como sigue un comportamiento modelo “beta – Poisson” la

ecuación correspondiente es:

Distribución

D dosis (huevos / dia) ?? PromedioLimite

Superior

Limite

Inferior

Desviacion

Estandar

c(lodo)concentracion de

ascaris en el lodo(huevos/g) Uniforme 160.63 276.375 44.885 115.745

m

masa de lodo que

se ingiere

accidentalmente

g Normal 0.0015 0.0003

c(agua)concentracion de

ascaris en el agua(huevos/L) Uniforme 345.52 561.159 129.881 215.639

V

volumen de agua

que se ingiere

accidentalmente

L Normal 8.50E-06 1.70E-06

Parámetros

859

0.104

PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in

children under 15 from the consumption of wastewater-

irrigated carrots" Duncan Mara (2010)

PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in

children under 15 from the consumption of wastewater-

irrigated carrots" Duncan Mara (2010)

Coeficiente de Ineficacia

(alfa)

N50 La media de la dosis

efectiva para ascaris


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3.2. MODELO ECRM PARA ENTEROVIRUS

3.2.1. Simulación Monte Carlo – Enterovirus

Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua

residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y

15% de lodo.

Según la publicación "A case study of enteric virus removal and insights into the associated risk

of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia" por E. M. Symond el año

2014 la concentración de Enterovirus en las matrices de lodo y agua se expresan en la siguiente

table.

Tabla 3. Parámetros para la simulación Monte Carlo - Enterovirus

3.2.2. Modelo DOSIS REACCION – Enterovirus

El modelo dosis reacción o respuesta fue evaluado en base al experimento 63 realizado por Yin

Huang (2002) en pruebas con cerdos.

D dosis (ui / dia) PromedioIntervalo de

confianza

c(lodo)concentracion de

enterovirus en el

lodo

(ui/g) 500 0

mmasa de lodo que

se ingiere

accidentalmente

g 0.0015 0.0003

c(agua)concentracion de

enterovirus en el

agua

(ui/ml) 62 0

Vvolumen de agua

que se ingiere

accidentalmente

mL 0.0085 0.0017

??

LogNormal

Normal

LogNormal

Normal

ParámetrosDistribución

DosisVoluntarios

Infectados

Voluntarios

Totalfobservado

Infectados

2.50E+02 4 6 0.667

2.50E+02 3 6 0.500

1.00E+03 5 5 1.000

Experimento 63 (Yin Huang 2002)


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3.2.3. Probabilidad de Infección diaria, anual y DALY’S

Se calculara la probabilidad de infección en base a las ecuaciones correspondientes al modelo

dosis respuesta para Enterovirus, como sigue un comportamiento modelo “exponencial” la

ecuación correspondiente es:

4. RESULTADOS

4.1. ECRM PARA ASCARIS

4.1.1. Resultados de la Simulación Monte Carlo

Aplicando los modelos expuestos en la metodología se obtuvieron los siguientes

gráficos para el modelo Monte Carlo para una corrida de 1000 datos

Figura 1. Simulación de Monte-Carlo, para Ascaris


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Figura 2. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Ascaris D = C (lodo)*m+ C (agua) V

4.1.2. Resultados de la probabilidad de infección diaria y los DALY’S

Como ya se tenía los datos N50 y α se promedió a calcular las probabilidades de infección para

una corrida de 1000 datos.

Figura 3. Histograma de probabilidad de infección diaria (Ascaris)


8

Figura 4. Histograma de probabilidad de infección anual (Ascaris)

Figura 5. Años de vida ajustados por la muerte y discapacidad (Ascaris)


9

4.2. E.C.R.M. PARA ENTEROVIRUS

4.2.1. Resultados de la simulaciónn Monte Carlo

Figura 6. Histograma de la dosis, para Enterovirus

Figura 7. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Enterovirus

D = C (lodo)*m+ C (agua) V


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4.2.2. Resultados del Modelo Dosis Reacción

Figura 8. Modelo Dosis-Reacción

4.2.3. Resultados de la probabilidad de Infección

Figura 9. Histograma de probabilidad de infección diaria con Enterovirus.


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Figura 10. Histograma de la probabilidad de infección anual con Enterovirus

Figura 11. Histograma de años de vida ajustados por muerte y discapacidad.


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5. RECOMENDACIONES

¿Qué debe saber el operador?

El personal responsable para la operación y el mantenimiento del tratamiento de aguas residuales

requiere tener conocimientos sobre diversos temas vinculados con su trabajo para cumplir con las

responsabilidades que ella demanda. Estas son:

-Estar completamente familiarizado con la planta de tratamiento de aguas residuales, para lo cual

debe conocer:

- La función de cada uno de los procesos que conforma la planta de tratamiento.

- La capacidad de tratamiento de cada proceso operacional.

-La forma de evaluar la operación de cada proceso y de la planta de tratamiento.

-El vínculo entre los diferentes procesos que conforman la planta de tratamiento.

-Estar completamente familiarizado con la teoría y la práctica de los procesos operacionales de la

planta de tratamiento y de otros tipos de plantas mayores.

-Estar familiarizado con las características de las aguas residuales a ser tratadas incluyendo las

variaciones del caudal, cargas orgánicas y de sólidos, etc.

-Estar familiarizado con los procesos de mantenimiento, teniendo en mente que es imposible

realizar una buena operación sino existe un buen mantenimiento.

-Estar familiarizado y ser consciente de la importancia de su trabajo en la conservación del medio

ambiente y de la salud de la población en general.

-Estar familiarizado con los dispositivos legales.

Medidas de seguridad para el operador

Las medidas de seguridad están dirigidas a que el personal cumpla con sus funciones y proteja su

integridad física, así como su salud, para lo cual se hace necesario que cuente con los equipos y

las herramientas apropiadas para la realización de su trabajo y de los elementos necesarios para

presentar su integridad física.

-El equipo de protección individual recomendable para el operador que labora en las plantas de

tratamiento es:

Casco de seguridad

Botas de jebe

Guantes de cuero


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Mascarillas anti-gas para los operadores de la cámara de rejas.

Mamelucos

Chalecos salvavidas cuando se ingrese en bote a los reactores o sedimentadores o que

limpien las paredes o diques interiores de los mismos.

-Periódicamente, todos los operadores de la planta de tratamiento deberán ser sometidos a

análisis parasitológico e inmunizados contra enfermedades tales como fiebre tifoidea, hepatitis y

tétanos.

-Una vez concluida esta tarea, debe lavarse y desinfectarse todos los materiales para evitar un

foco de infección y el operador debe realizarse un buen aseo personal luego de la manipulación.

-Colocar letreros y señales para la prevención de accidentes en las diferentes vías al interior de la

planta de tratamiento de aguas residuales.

-Colocar cercas de protección en toda la ruta de visita

-Prevenir la instalación de extintores contra incendios en las oficinas.

-Emplear el equipo de seguridad brindado por la empresa.

-Se debe medir la cantidad de lodo y la cantidad de líquido cada cierto tiempo.

-En caso de abandono de un tanque séptico, es recomendable que se rellene con tierra o piedras

para evitar que se convierta en un foco infeccioso en una madriguera de animales indeseables.

6. REFERENCIAS

Oakley S. & Salguero L. (2011). Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas en

Centroamérica. Un Manual de Experiencias, Diseño, Operación y Sostenibilidad.

USAID. Pp. 1-410.

Symonds, E.M., Verbyla, M.E., Lukasik, J.O., Kafle, R.C., Breitbart, M., Mihelcic, J.R.

(2014). “A case study of enteric virus removal and insights into the associated

risk of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia.”

Water Research, 65, 257–270.

U.S. EPA. (2011). Exposure Factors Handbook. National Center for Environmental

Assessment Office of Research and Development U.S. Environmental Protection

Agency Washington, DC 20460. Pp. 1-1436.


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Verbyla, M.E., Oakley, S.M., Mihelcic, J.R. (2013). “Wastewater infrastructure for small

cities in an urbanizing world: Integrating protection of human health and the

environment with resource recovery and food security.” Environmental Science

& Technology, 47(8), 3598–3605.

http://usf-reclaim.org/seminars/cursoecrm_ago2014/

Hay otra información en la página “wiki” de la Universidad Estatal de Michigan:

http://qmrawiki.msu.edu/

http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-peligros-vivir-cerca-planta-tratamiento-aguas

residuales-lista_139529/

http://www.elcosh.org/document/2202/d000283/Peligros%2Bbiol%25C3%25B3gicos%2Ben%2

Bplantas%2Bde%2Btratamiento%2Bde%2Baguas%2Bnegras%2By%2Bdesechos.html?show_te

xt=1

http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-peligros-vivir-cerca-planta-tratamiento-aguas%20%20%20residuales-lista_139529/

http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-peligros-vivir-cerca-planta-tratamiento-aguas%20%20%20residuales-lista_139529/

http://www.elcosh.org/document/2202/d000283/Peligros%2Bbiol%25C3%25B3gicos%2Ben%2Bplantas%2Bde%2Btratamiento%2Bde%2Baguas%2Bnegras%2By%2Bdesechos.html?show_text=1



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