Estudio del aprovechamiento del rechazo de una planta de...

CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR

UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA

PROYECTO FIN DE CARRERA

INGENIERÍA QUÍMICA

Estudio del aprovechamiento del rechazo de una planta de ósmosis inversa ubicada en los campamentos de refugiados Saharauis de

Tindouf (Argelia).

Autor: Mª PILAR PINEDO LUQUE Directora: JUDITH SARASA ALONSO

Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente

Curso 2008-2009 FEBRERO 2009

“Lo que embellece al desierto, es que en alguna parte esconde un pozo de agua”

Antoine de Saint-Exupery

Agradezco toda la ayuda prestada a las siguientes personas e instituciones

A Jaime Morell por darme la oportunidad de desarrollar su idea y poner los medios con

Solidaridad Internacional Andalucía A Judith por aceptar acompañarme en este camino, con un origen confuso hemos conseguido

darle forma a todo un reto personal y profesional A Paco Comín, que introdujo en mi vida la fitodepuración, me guío y compartió mano a

mano el trabajo en los campamentos y en Zaragoza A Salem Buchraya, Director del Departamento de Hidráulica de la R.A.S.D. durante mi

primera visita, por su colaboración e interés A Abdel que empezó siendo mi tutor, y se convirtió en mi amigo, mi profesor de salsa y mi

protector, ¡volveré! Este trabajo no hubiera sido posible sin la ayuda de todos los que forman el Departamento

de Hidráulica Saharaui, todo el trabajo reflejado en este proyecto es fruto del trabajo conjunto y de las muchas horas compartidas, para ellos y por ellos

A todos los Saharauis que se cruzaron en el camino, gracias por compartirlo todo con nosotros, será difícil olvidaros

A Dinotec, al Servicio de apoyo a la investigación (SEI) de la Universidad Da Coruña y al Consorcio de Aguas del Huesna, por su ayuda desinteresada

A Ingeniería Sin Fronteras Asturias y Galicia ellos han sido las plataformas de apoyo para el trabajo en campo

A mi grupo de trabajo, Luisa, Xacobe, Angels, Jorge y Carmen, por esos dos meses de convivencia en ese paraje tan especial, por ser mi familia y mis compañeros

A Dani, fruto de una conversación nació esta decisión de la que sigo sin arrepentirme A Laura y Eva Docampo por animarme a emprender esta aventura y compartir la

información de sus viajes y estudios A Rober, José, Acacia y José Anta por acogerme como una más, por apoyarme, por cuidarme

y por confiar en mí A todos los miembros de Ingeniería Sin Fronteras Aragón en especial al grupo Sáhara, por

compartir la ilusión de que otro mundo es posible A Fa, Pi, Lei, Tere y Pa, por todo lo vivido y lo que viviremos Al consejo de sabios, Susana, Ana, Isabel, Sara, Raquel, Ainhoa y Lucia, y a los químic@s

despistados por clases, prácticas, comidas, decisiones, dudas… compartidas y respaldadas A Deseados, Cordada y al MJAC, mi referencia día a día A mi segunda familia: Mariajo, Rafa, María, Bego, José Ángel, Acher, Jorge, Marga,

Miriam, Josema, Alberto, Cristina…. Y a mis padres y hermano, por darme la opción de elegir en todo momento mi camino …y a todos con los que he compartido esta aventura aquí y allí, a los que me han iniciado en

este mundo y me han llevado de la mano, a los que me han cuidado, a los compañeros de risas y llanto, a todos aquellos que creen que sirve de algo, gracias por hacer realidad este proyecto.

ا شكر

Estudio del aprovechamiento del rechazo de una planta de ósmosis inversa ubicada en los campamentos de refugiados Saharauis de

Tindouf (Argelia).

RESUMEN

El proyecto, cuyo informe se presenta, se sitúa en los campamentos de refugiados Saharauis en Tindouf (Argelia), y se ha realizado en colaboración con Solidaridad Internacional Andalucía e Ingeniería Sin Fronteras.

La primera parte del informe expone una descripción del pueblo Saharaui con su contexto geográfico, físico y social, que se ha analizado con detalle ya que sus especiales características condicionan todo el trabajo a desarrollar.

La exposición del contexto incluye una descripción del sistema de abastecimiento y consumo de agua en la zona, con objeto de dejar constancia del problema existente en cuanto a calidad (aguas saladas y con altos contenidos en nitratos) y cantidad (15 litros por persona y día) del citado recurso. El agua es extraída de pozos subterráneos, y se usan plantas de ósmosis inversa para potabilizar el agua. Su distribución se realiza mediante camiones cisterna, desde los que se rellenan los depósitos familiares, lo que conlleva un importante gasto en gasolina y mantenimiento de los camiones. Además, los mencionados depósitos no tienen unas condiciones adecuadas para almacenar este recurso, dando lugar a problemas de contaminación microbiológica.

Desde la planta de ósmosis en la que se trata el agua se produce una corriente residual de agua de rechazo, que presenta una alta concentración en sales. Actualmente se vierte sin ningún tipo de control sobre el suelo, dando lugar a la infiltración y potencial contaminación de los acuíferos y suelos de la zona. Con el presente proyecto se ha buscado estimar el efecto que este vertido tiene sobre el medio ambiente. Además, se ha fijado como objetivo realizar una caracterización físico-química y una estimación de su caudal, y con ello estudiar la posibilidad de reutilización de ésta agua de rechazo. El aprovechamiento de agua en lugar de su desecho conllevaría a una gran mejora de la calidad de vida de la población, si se tienen en cuenta las circunstancias y el coste de acceso al agua en los campamentos.

Para llevar a cabo este proyecto se han realizado visitas a los campamentos y trabajo de campo. Se han realizado dos visitas a la zona: la primera en Octubre de 2007, con una duración de dos meses, y la segunda de dos semanas de duración del 15 al 29 de marzo del 2008.

El análisis de todos los datos recogidos durante la fase de trabajo de campo ha dado lugar a la caracterización completa de la corriente de rechazo de la planta de ósmosis. La exposición de los resultados dentro del presente informe incluye tanto los datos referentes a esta caracterización como la evaluación de la información recogida, de la cual se ha obtenido una valoración de 11 alternativas diferentes para la gestión de la corriente residual. De todas las opciones contempladas, se han descartado la mayoría por diferentes motivos y se han considerado viables dos de ellas. La primera opción consistente en la cría de plantas, se ha puesto en práctica en la zona con resultados positivos hasta la fecha, mientras que la aplicación de la segunda alternativa como es el empleo del rechazo como agua de saneamiento y limpieza de depósitos se plantea como próxima tarea para proyectos futuros.

Índice

Índice 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ........................................................................................................ 1

1.1 SITUACIÓN DEL PUEBLO SAHARAUI. ..................................................................................................... 1

1.1.1 Contexto geográfico ............................................................................................................... 1

1.1.2 Contexto físico ........................................................................................................................ 2

1.1.3 Contexto social........................................................................................................................ 3

1.1.4 La problemática del abastecimiento de agua ......................................................................... 3

1.2 OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 4

1.3 ESTRUCTURACIÓN DE LA MEMORIA ...................................................................................................... 5

2. ABASTECIMIENTO Y CONSUMO DE AGUA EN LOS CAMPAMENTOS DE REFUGIADOS SAHARAUIS . 6

2.1 EXTRACCIÓN ................................................................................................................................... 6

2.2 POTABILIZACIÓN .............................................................................................................................. 7

2.3 DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO A LA POBLACIÓN ................................................................................ 8

2.4 USO ............................................................................................................................................ 10

2.5 VERTIDO ...................................................................................................................................... 10

2.6 CONTROL DE CALIDAD ..................................................................................................................... 10

3. CARACTERIZACIÓN DEL AGUA DE RECHAZO Y ESTIMACIÓN DE SU IMPACTO SOBRE EL MEDIO... 11

3.1 CARACTERIZACIÓN DEL AGUA DE RECHAZO .......................................................................................... 11

3.1.1 Análisis físico-químicos y microbiológicos ............................................................................ 11

3.1.2 Estimación del caudal ........................................................................................................... 13

3.2 ESTIMACIÓN DEL EFECTO DEL RECHAZO SOBRE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS ................................................. 13

4. ESTUDIO DE LA GESTIÓN DEL RECHAZO DE LA PLANTA DE ÓSMOSIS INVERSA ............................ 16

4.1 OPCIONES DE GESTIÓN .................................................................................................................... 16

4.1.1 Inyección en sondeos profundos (ISP) ................................................................................... 16

4.1.2 Instalación de una “Solar Pond” ........................................................................................... 17

4.1.3 Utilizar el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein ........... 19

4.1.4 Fabricación de adobe ............................................................................................................ 19

4.1.5 Cría de peces ......................................................................................................................... 20

4.1.6 Cría de plantas ...................................................................................................................... 20

4.1.7 Evaporación natural en lagunas ........................................................................................... 20

4.1.8 Extracción de sales por el método de Sal proc ...................................................................... 21

4.1.9 Construir una piscina ............................................................................................................ 22

4.1.10 Construir un abrevadero................................................................................................... 22

4.1.11 Reutilización como agua de saneamiento y limpieza de depósitos familiares ................. 22

4.2 VALORACIÓN DE LAS OPCIONES DE GESTIÓN ........................................................................................ 23

4.2.1 Inyecciones en sondeos profundas (ISP) ............................................................................... 24

4.2.2 Instalación de una “Solar Pond” ........................................................................................... 24

4.2.3 Utilizar el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein ........... 24

4.2.4 Fabricación de adobe ............................................................................................................ 25

4.2.5 Cría de peces ......................................................................................................................... 25

4.2.6 Cría de plantas ...................................................................................................................... 25

4.2.7 Evaporación natural en lagunas ........................................................................................... 28

4.2.8 Extracción de sales por el método “Sal proc” ....................................................................... 29

4.2.9 Construcción de una piscina ................................................................................................. 29

4.2.10 Construcción de un abrevadero ........................................................................................ 30

4.2.11 Reutilización como agua de saneamiento y limpieza de depósitos .................................. 31

Índice

5. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 32

6. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 35

ANEXOS. .............................................................................................................................................. 37

ANEXO 1. PROYECTO DEL EQUIPO DE ÓSMOSIS INVERSA, AGUA SALOBRE PARA CONSUMO ......................................... 37

ANEXO 2. PLANOS DE LA PLANTA DE ÓSMOSIS INVERSA ...................................................................................... 42

ANEXO 3. FICHAS TÉCNICAS DE LOS POZOS SA-10 Y SA-11 ................................................................................. 52

ANEXO 4. INFORMES DE LOS ANÁLISIS REALIZADOS SOBRE EL AGUA DE RECHAZO ...................................................... 54

ANEXO 5. FITODEPURACIÓN MEDIANTE PHRAGMITES AUSTRALIS .......................................................................... 65

Introducción y objetivos

1

1. Introducción y objetivos El presente proyecto se ha desarrollado dentro de un convenio entre Ingeniería

Sin Fronteras Aragón y Solidaridad Internacional Andalucía, que en el año 2001 creó el Proyecto Internacional para el Abastecimiento a los Campamentos de Refugiados Saharauis en Tindouf, llamado Plan Director para el Abastecimiento de Agua y que cuenta con la colaboración de diferentes Asociaciones de Ingeniería Sin Fronteras.

El principal objetivo de este Plan Director consiste en garantizar el suministro de agua potable a toda la población saharaui de los campamentos de refugiados en el desierto argelino, mediante la construcción de un sistema de canalizaciones y purificadoras. Se evita así los altos costes del transporte en camiones del agua por pistas (averías, combustible...), y los problemas de ello derivados (contaminación del agua en los camiones, en las cubas...).

La escasez de agua es un hecho en toda la región de Sáhara, por lo cual es preciso instalar sistemas de abastecimiento para garantizar su suministro. En los campamentos de refugiados saharauis este problema es más grave todavía, debido a la falta de medios y a un enclave geográfico particular y temporal.

En los últimos años se ha estado desarrollando la transformación del sistema de abastecimiento de agua en los campamentos de refugiados saharauis. Sin embargo, la población cuenta con tan sólo 15 litros por persona y día [ISF Galicia, 2007], muy por debajo de los 55 litros por persona y día que el Comité Económico y Social de las Naciones Unidas estableció como derecho básico de cualquier persona [Instituto Nacional de Estadística, 2008].

La motivación de este proyecto es contribuir al desarrollo de procedimientos viables tanto tecnológicamente como socialmente para el abastecimiento de agua en estos campamentos. Para poder plantearlos, es imprescindible conocer a fondo el origen y las circunstancias que envuelven esta situación. A continuación se presentan los orígenes de los problemas de la región, más concretamente los relacionados con el abastecimiento de agua.

1.1 Situación del pueblo Saharaui.

1.1.1 Contexto geográfico

El Sáhara Occidental se localiza en el sudoeste del Magreb, limitando al norte con Marruecos, al sur con Mauritania, al este con Argelia y al oeste con el Océano Atlántico.

Actualmente, territorio y población saharauis se encuentran divididos entre: territorios ocupados por Marruecos, Territorios liberados y campamentos de refugiados (Figura 1.1).

1. Los territorios ocupados por Marruecos conforman la mayor parte del Sáhara Occidental. Este territorio se encuentra cerrado al turismo y a la prensa y está separado de los Territorios liberados por un muro defensivo, construido con el objetivo de aislar los principales recursos naturales de interés económico de la zona (minas de fosfato de Bu-Craa (www.arso.com), recursos pesqueros atlánticos y recursos petrolíferos de la franja costera).

2. Los Territorios liberados se encuentran bajo supervisión de las autoridades saharauis y se sitúan al este del muro defensivo construido por Marruecos. En ellos viven miembros del ejército y familias de refugiados que conservan la tradición nómada del pueblo saharaui. El pastoreo de cabras y camellos que estos nómadas


2

practican supone uno de los principales complementos para la alimentación de la población refugiada en los campamentos.

3. Los campamentos de refugiados se sitúan en la parte occidental del desierto argelino, vecinos a la frontera entre Argelia y la República Árabe Saharaui Democrática (RASD), y muy próximos a la ciudad de Tindouf.

Figura 1.1 Localización de los Campamentos de refugiados saharauis en Tindouf (Argelia) y división del territorio.

Existen cuatro campamentos principales (wilayas) que reciben los nombres de las ciudades más emblemáticas del Sáhara Occidental: Él Aaiún (capital del Sáhara Occidental), Smara (la ciudad santa), Dajla (la ciudad portuaria más importante) y Auserd (una pequeña ciudad del interior del país). Dajla se sitúa 200 Km al sur, en una zona de dunas, sobre un antiguo oasis.

1.1.2 Contexto físico

La región de Tindouf, donde se encuentran situados los campamentos de refugiados, presenta un relieve poco acentuado. Comprende la existencia de extensas hammadas, llanuras pedregosas con pequeñas elevaciones. El clima es hiperárido, con temperaturas extremadamente elevadas en verano y con grandes oscilaciones térmicas a lo largo del día [ISF Galicia, 2007].

Los vientos interiores del este son muy violentos. El Siroco, viento de arena extremadamente seco y violento, causa numerosos daños en los campamentos de refugiados. Las lluvias son muy escasas pero cuando se producen pueden ser muy intensas y devastadoras.

A nivel geológico, no existe un conocimiento demasiado extenso de la zona de los campamentos y las principales fuentes de información son las antiguas cartografías francesas y las prospecciones realizadas por la Unidad de Hidrogeología del Departamento de Hidráulica Saharaui (DHS) en los últimos años.

Territorios

Liberados

Campamentos

Territorios

Ocupados


3

1.1.3 Contexto social

Ubicados en el más inhóspito y seco de los desiertos africanos, los campamentos de refugiados están administrados con total autonomía por las autoridades de la RASD.

Los recursos alimentarios para la supervivencia de la población provienen de la ayuda internacional a través de organizaciones humanitarias o países amigos con los que la RASD mantiene convenios de cooperación.

La coordinación de la ayuda recibida es llevada a cabo por las autoridades políticas del Frente Polisario, con la colaboración de la Media Luna Roja. Por lo tanto, existen departamentos en los distintos ministerios que coordinan la ayuda humanitaria, destacando los avances obtenidos en materia de suministro de agua, salud, educación y agricultura.

Los campamentos se estructuran geográficamente en cuatro grandes núcleos poblacionales denominados “Wilayas” o provincias: Aaiún, Dajla, Auserd y Smara. Cada wilaya se divide en seis o siete “dairas” o distritos, que facilitan la estructura organizativa. Puesto que las cuatro wilayas están separadas geográficamente, en cada una de ellas se sitúan los servicios imprescindibles para la atención alimenticia, sanitaria, escolar básica y administrativa. Sin embargo, algunos de los servicios más importantes, como el Hospital Nacional, algunas escuelas o pozos de agua, están situados en puntos aislados y más o menos equidistantes de todos los campamentos, excepto de Dajla.

Este tipo de organización (la separación física entre los campamentos) ha sido clave para la supervivencia de la población refugiada por diversos motivos estratégicos, pero por el contrario, constituye un reto importante en cuanto a la distribución y logística de los materiales básicos (agua, combustible y alimentos), así como para las personas enfermas.

1.1.4 La problemática del abastecimiento de agua

Dadas las condiciones climáticas extremas de la zona, la supervivencia de la población refugiada depende directamente del suministro de agua. Esta labor actualmente es responsabilidad de la Secretaría de Estado para el Agua y el Medioambiente, aunque cuando se realizó el trabajo de campo esta labor era llevada a cabo por el Departamento de Hidráulica Saharaui (DHS). Es por ello que a lo largo de este documento se hará referencia a este organismo. Este organismo, en cooperación con las diferentes ONGDs e instituciones que trabajan en la zona, ha venido llevando a cabo un inmenso esfuerzo por mantener y mejorar este suministro.

El agua que consume la población es agua subterránea, que se obtiene de la perforación de pozos profundos. Debido a las características hidrogeológicas de la zona, las aguas más profundas presentan altas salinidades que van en aumento debido a la sobre-explotación de los pozos. Por otro lado, presentan un elevado contenido en nitratos, que son perjudiciales para la salud y hace necesaria su eliminación del agua de consumo [Docampo y Molinero, 2006].

Por ello, parte del agua utilizada para el abastecimiento humano en los campamentos es tratada mediante plantas de ósmosis inversa (OI). Este tratamiento produce una cantidad apreciable de agua de rechazo o residual (agua concentrada en sales), que se está vertiendo directamente en las cercanías de las plantas de tratamiento.


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Una vez tratada, el agua se distribuye a la población. En un principio el transporte de agua a los puntos de suministro se realizaba mayoritariamente con camiones cisterna, lo que limita el acceso al agua por parte de la población. Según el testimonio del propio Ministro de Transportes, un gran problema radica en la escasez de camiones y, sobre todo, de piezas y recambios para su reparación.

Cabe destacar que en los campamentos no existen carreteras, lo cual, junto con las elevadas temperaturas, hace que el desgaste que sufren los camiones sea enorme. Por otro lado, los camiones no tienen cierres herméticos lo que implica la alteración de la calidad del agua en su transporte.

La política actual del Departamento de Hidráulica Saharaui (DHS) cuenta con el asesoramiento y ayuda fundamental de diversas instituciones, entre las que cabe destacar al Consorcio de Aguas de Sevilla y Solidaridad Internacional Andalucía. La tendencia actual contempla la distribución de agua mediante tuberías por gravedad desde los pozos hasta depósitos cercanos a los barrios. Con este cambio se conseguirá asegurar la calidad adecuada del agua para la población, además de un suministro no dependiente de las cisternas.

Este cambio de política de actuación en la gestión hídrica ha dado como resultado una mejora sustancial en el suministro de agua en los últimos años. Según datos recientes recopilados por el Área de Ingeniería del Terreno de la Universidad de Santiago de Compostela, la dotación hídrica media en la mayoría de los campamentos es de unos 15 litros por habitante y por día , mientras que hace tan sólo tres años no superaba los 7 litros por habitante y día [ISF Galicia, 2007].

A pesar de las mejoras conseguidas en los últimos años, aún queda mucho por hacer para alcanzar garantías de suministro que permitan una vida digna a la población refugiada.

1.2 Objetivos

Este PFC se centra en el estudio del vertido de agua de rechazo de una planta de OI situada en Boula (a unos 6,5 km del campamento 27 de Febrero). Por un lado, se pretende estimar su efecto sobre el medio ambiente, ya que este rechazo se vierte sin ningún tipo de control sobre el suelo, infiltrándose y produciendo una posible contaminación del acuífero.

Se pretende además estudiar la posibilidad de reutilización de esta agua de rechazo. Esto conllevaría a una mejora de la calidad de vida de la población debido a la gran cantidad de agua que se está desperdiciando, si se tiene en cuenta las circunstancias y el coste de acceso al agua en los campamentos en cantidad y calidad suficiente.

Para poder llevar a cabo estos objetivos se ha recopilado toda la información preexistente relacionada con el tema y se han realizado visitas a los campamentos y trabajo de campo. Se han realizado dos visitas a la zona, la primera en Octubre de 2007, con una duración de dos meses, y la segunda de dos semanas de duración del 15 al 29 de marzo del 2008.

Los objetivos específicos a cumplir con la realización de este proyecto son los siguientes:

1. Caracterizar y cuantificar el rechazo de la planta de OI. 2. Llevar a cabo una búsqueda bibliográfica de las distintas alternativas de

gestión del rechazo.


5

3. Estudiar la posible implantación de diversas opciones de gestión, como por ejemplo:

• Inyecciones en capas profundas

• Instalar una Solar Pond

• Utilizar el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein

• Fabricar adobe

• Criar peces

• Criar plantas para su posterior consumo humano o animal

• Evaporación natural en lagunas, etc

Para cada una de las alternativas propuestas, se estudiarán las ventajas e inconvenientes y se valorará su posible ejecución teniendo en cuenta su viabilidad económica, técnica y su posible beneficio a la población.

1.3 Estructuración de la memoria

A continuación se explica brevemente la estructuración y contenidos de los distintos capítulos del proyecto.

En el Capítulo 1 se presentan los objetivos del proyecto y se realiza una descripción del medio geográfico, físico y social en el que se sitúan los campamentos de refugiados así como los problemas del abastecimiento de agua en la zona.

En el Capítulo 2 se realiza una descripción de sistema de abastecimiento y consumo de agua en los campamentos de refugiados saharauis.

En el Capítulo 3 se presenta la caracterización del agua de rechazo y la estimación de su impacto sobre el medio.

En el Capítulo 4 se presenta el estudio de la gestión del rechazo de la planta de ósmosis inversa, realizando una descripción y una valoración de las opciones.

En el Capítulo 5 se presentan las conclusiones del proyecto.

Y en el Capítulo 6 se presentan las referencias bibliográficas utilizadas a lo largo del documento.

El proyecto incluye 5 anexos: el proyecto del equipo de ósmosis inversa, los planos de la planta de ósmosis inversa, las fichas técnicas de los pozos SA-10 y SA-11, los informes de los análisis realizados y un último anexo dedicado a la fitodepuración mediante Phragmites Australis.

Abastecimiento y consumo de agua en los campamentos de refugiados saharauis

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2. Abastecimiento y consumo de agua en los campamentos de refugiados saharauis Debido a la excepcionalidad de las características físicas, sociales y tecnológicas

del lugar de emplazamiento del estudio, a continuación se va a describir el ciclo del agua en los campamentos, el cual cuenta con varias fases. Esta descripción se centra principalmente en lo referente al ciclo relacionado con la planta de ósmosis inversa donde está localizado este proyecto.

2.1 Extracción

En los campamentos de refugiados saharauis la totalidad del agua consumida se extrae de los acuíferos existentes en la zona. Es por ello que la labor de la Unidad de Hidrogeología (dentro del DHS) es fundamental para encontrar pozos capaces de proporcionar agua en cantidad y calidad durante un largo periodo, debido a la gran inversión que supone el construir uno de estos pozos (estudios hidrogeológicos, sondeos, perforaciones…). La Figura 2.1. muestra la fotografía de un pozo.

Figura 2.1.: Pozo de Aber Tagarsit.

Figura 2.1: Pozos en Tifariti (Territorio Liberado).

Dentro del proyecto “Aqua-Sahara” desarrollado por Ingeniería Sin Fronteras (ISF) Galicia [ISF Galicia, 2007] se realizó un inventario de los pozos existentes que recopila la información relativa al caudal suministrado, la profundidad del pozo y de la bomba, las horas diarias de funcionamiento, su localización y conexión con otros elementos de la red y otras observaciones. Las características de algunos de los pozos se muestran en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Características principales de los pozos en Campamentos Saharauis

(Docampo y Molinero 2006)

Denominación Pozo

Profundidad pozo (m)

Profundidad bomba (m)

Caudal máx. Bomba (l/s)

Funcionamiento (horas/día)

Caudal máx. (m3/día)

HT-12bis 120 54 3.9 19 266 HT-13 * 130 56 - - 177 HHT-106 160 24 16.7 18 1100

LF-4 150 60 4.2 12 180 OBL-1 100 79 6.7 14 336 OBL-2 68 48 23.6 6 510 SA-10 * 100 70 7 18 454 SA-11 * 92 68 20 14 1008

* Pozo con planta de ósmosis inversa.


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2.2 Potabilización

Otro problema añadido a la escasa cantidad de agua es la calidad de la misma. En este sentido, existen dos problemas diferenciados. En primer lugar, la inexistencia de redes de saneamiento adecuadas da como resultado la infiltración de aguas residuales que contaminan bacteriológicamente los acuíferos más superficiales. Y por otro lado, las aguas más profundas presentan altas salinidades.

Dentro del Plan Director de abastecimiento de agua se decidió instalar un sistema de Ósmosis Inversa (OI) en los campamentos de Refugiados Saharauis con el fin de obtener agua potable para el consumo de la población.

Los campamentos de refugiados saharauis cuentan con dos plantas de ósmosis inversa (Figura 2.2.), construidas en los años 2004 y 2006 para poder funcionar en paralelo, y están instaladas en Boula, a unos 6,5 km del campamento 27 de Febrero. Anteriormente funcionaban las dos, de tal modo que una de ellas operaba durante 14 horas al día durante 14 días, mientras que la segunda quedaba en reserva. Transcurrido este tiempo, operaba la segunda planta quedando la primera en reserva. Desde septiembre de 2007 la planta del 2004 presenta fugas y necesita una reparación, por lo que no está en funcionamiento.

La planta del 2006 es la que funciona en la actualidad continuamente a turnos. En invierno, los turnos son desde las 7 de la mañana hasta las 7 de la tarde o hasta que los depósitos de almacenamiento se han llenado. En la época de verano opera desde las 7 de la tarde hasta el mediodía siguiente, debido a la mayor demanda de agua. Es por ello que la media anual es de 14 horas trabajadas al día, durante 6 días a la semana.

Figura 2.2. Planta de ósmosis inversa en Boula.

Ambas plantas han sido diseñadas por la misma empresa, por lo que se suponen de características similares. Algunos datos técnicos del proyecto presentado en Junio de 2006 a Solidaridad Internacional Andalucía, quien se encargó de su puesta en marcha, se presentan en la Tabla 2.2. El proyecto completo se encuentra en el Anexo 1 y los planos de las instalaciones en el Anexo 2.


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Tabla 2.2.Características del sistema de ósmosis inversa en Smara (García, 2007).

EQUIPO DE ÓSMOSIS INVERSA

Bombeo de alimentación a la planta

Número de bombas 2 + 1

Caudal unitario 35 m3/h (x2)

Presión 19 bar

Potencia 30 kW (cada bomba)

Tensión eléctrica 380V / 220V

Arranque Suave

Equipo de módulos de ósmosis inversa

Número de módulos 12

Número de membranas 36

Temperatura de diseño 28 °C

TDS en alimentación 2.463 p.p.m.

TDS en agua osmotizada 31 p.p.m.

TDS en producción a red 390 p.p.m.

Caudal de alimentación 66.7 m3/h (1.600 m3/día)

Caudal de agua osmotizada 50 m3/h (1.200 m3/día)

Caudal de producción a red 58.3 m3/h (1.400 m3/día)

Ratio de conversión ósmosis 75%

Ratio de conversión total 77.8%

Sistema de flushing (bombeo a depósito)

Número de bombas 1

Caudal unitario 30 m3/h

Presión 4 bar

Potencia 5.5 Kw

Tensión eléctrica 380V / 220V

Arranque Suave

El caudal teórico de rechazo es de 16,7 m3/h (400 m3/día), el cual se reparte entre el rechazo que se vierte y el que se mezcla con el agua osmotizada. Esta mezcla se realiza ya que el agua osmotizada cuenta con muy pocas sales, no siendo aconsejable para su consumo humano.

Hasta el mes de septiembre de 2007 el agua bruta se obtenía del pozo SA-10, situado en las instalaciones del DHS. En la actualidad se extrae del pozo SA-11, que cuenta con un agua de mayor calidad, ya que la bomba extractora del pozo SA-10 está en reparación. Las fichas técnicas de ambos pozos se muestran en el Anexo 3 [Garrido, 2008].

En Dajla, Auserd y El Aaiún, las otras wilayas, se extrae el agua de los pozos cercanos y se almacena en grandes depósitos donde se clora.

2.3 Distribución y abastecimiento a la población

El agua osmotizada producida en la planta de ósmosis inversa de Boula se destina al abastecimiento mediante una tubería directa al depósito situado en la Wilaya de Smara. Desde este depósito o desde los existentes en la planta de ósmosis inversa (O.I.) de Boula se abastece el agua a las wilayas mediante camiones cisterna, al 27 de Febrero, a Rabouni y al hospital Bal-la. Hasta Smara existe una canalización directa a un depósito. Los diferentes recursos en los campamentos se muestran en la Tabla 2.3.


9

Tabla 2.3.Recursos disponibles en los campamentos.

Luz eléctrica Agua canalizada Observaciones

Rabouni Sí No Luz las 24 horas. No residen familias

Dajla No Sí (pero se apoya en

los camiones) Hay generadores para suministrar luz

a las administraciones (12 h/día )

Auserd No No en todos los

barrios Comienzo del proyecto de

canalización y grifos

Smara No No Canalización hasta las afueras desde

la planta de O.I.

El Aaiún No No Abastecimiento desde los depósitos

con cisterna.

27 de Febrero Sí No Abastecimiento desde Boula con

cisternas

En un principio, el transporte de agua a los puntos de suministro se realiza mayoritariamente en camiones cisterna (Figura 2.3.). Éstos recogen agua potable tanto de la planta de ósmosis inversa como de los pozos (dependiendo del campamento) y la distribuyen por los campamentos, llenando los depósitos familiares con una frecuencia media de quince días. Sin embargo, la política actual del DHS contempla la distribución del agua mediante tuberías con grifos al final del recorrido, dados los altos costes que supone la reparación y el mantenimiento de los camiones cuba. Cabe destacar que las condiciones del terreno desértico y la inexistencia de carreteras son muy adversas para los vehículos, que realizan múltiples viajes al día con el consiguiente gasto adicional de combustible.

El abastecimiento futuro a las familias se realizará por medio de grifos situados estratégicamente para conseguir que toda la población tenga uno a menos de 150 metros de distancia de su casa. Éstos contarán con dos salidas, una de ellas para llenar las garrafas de consumo familiar y otra para conectar una manguera con la que llenar los depósitos familiares en los que se almacena el agua.

Con este sistema se consigue que el agua no esté retenida demasiado tiempo en los depósitos familiares expuestos a la intemperie, y así evitar el desarrollo de microorganismos. Además se disminuyen los costes debido al ahorro de combustible para los camiones, consiguiendo así dos beneficios: disminuir costes y aumentar la calidad del agua a consumir.

Figura 2.3: Camión cisterna llenado en una jirafa y depósitos familiares.


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La tendencia al cambio en la distribución del agua ha dado como resultado un proyecto de modificación del sistema de distribución de agua. Para ello se quiere instalar grandes depósitos situados en alguna superficie elevada en los aledaños de la población, para conseguir que por gravedad se distribuya el agua por las tuberías.

2.4 Uso

Una vez que las familias tienen el agua, ya sea en los depósitos o en las garrafas, ésta es consumida. Se dispone de dos clases de agua que se diferencian por su calidad: una se considera agua potable y se usa para beber, cocinar, higiene personal... y se tiene una segunda clase que no está potabilizada y se usa para limpiar, en el servicio y dar de beber a los animales.

Una gran parte de agua se consume en la realización del té, ya que en la cultura saharaui se realiza la ceremonia de éste unas 5 veces al día. De esta forma se hidratan y debido a que el agua se hierve se previene la ingesta de posibles microorganismos, además de añadir sustancias como el azúcar y el té, que complementan su dieta.

Al agua ya usada para limpiar o lavarse, adquiere un segundo uso para los retretes. Es por ello que en todas las casas existen grandes bidones para almacenarla y desecharla de este modo.

2.5 Vertido

El agua consumida que no se destina a reutilización se vierte a pozos negros, debido a la inexistencia de sistema de alcantarillado o de desagüe. En los pozos negros se acumulan los residuos, y una vez que llegan al final de su vida útil son tapados con arena, construyendo a pequeña distancia otro pozo nuevo.

El escaso control de estos vertidos provocó hace unos años que en la wilaya de Dajla, donde el agua subterránea está muy superficial, se causara contaminación microbiológica en algunos de los pozos.

2.6 Control de calidad

Para controlar la calidad del agua en los campamentos, en el 2004 se creó la Unidad para la Calidad del Agua dentro del DHS (U.C.A.). Esta unidad se encarga de recoger las muestras siguiendo un plan de muestreo, consiguiendo con ello que se analice mensualmente la calidad del agua de los pozos y de diferentes depósitos familiares y comunitarios.

Las muestras recogidas se llevan al laboratorio situado en el DHS de Hidráulica, donde se hacen análisis físico-químicos y microbiológicos. Debido a las limitaciones del terreno y la falta de instrumental, reactivos y aparatos sofisticados, los análisis que se realizan están basados en volumetrías y test ya preparados. De este modo se consigue una analítica con parámetros básicos que proporciona información muy útil.

Aparte de estos análisis y como medio de control, se recogen muestras de todos los pozos de abastecimiento y se analizan en España cada cierto tiempo para observar su evolución.

Caracterización del agua de rechazo y estimación de su impacto sobre el medio

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3. Caracterización del agua de rechazo y estimación de su impacto sobre el medio Desde que se construyó la planta de ósmosis inversa se ha estado arrojando el

rechazo sin ningún tipo de control. De ello deriva la importancia de la caracterización del mismo. Para caracterizar el rechazo se han realizado análisis físico-químicos y microbiológicos y medidas del caudal.

Además de caracterizar el rechazo, se pretende hacer una estimación de su efecto sobre el acuífero debido a la gran infiltración que se produce.

3.1 Caracterización del agua de rechazo

Para caracterizar el rechazo se ha procedido en primer lugar a la recopilación de toda la información preexistente relacionada con el tema, fundamentalmente los datos de análisis químicos existentes de los pozos de interés y el funcionamiento de la planta de OI.

Además se han realizado visitas a los campamentos y trabajo de campo, para realizar nuevos análisis en las condiciones de trabajo estudiadas. Se han obtenido datos de la planta en funcionamiento y la caracterización del rechazo se ha realizado igualmente con esta planta. Se realizaron dos visitas de campo (Octubre-Diciembre 2007 y Marzo 2008) a la zona durante las cuales también se recogieron muestras para su posterior análisis en España.

3.1.1 Análisis físico-químicos y microbiológicos

Se analizaron dos muestras puntuales de agua de rechazo correspondientes al 21 de Diciembre de 2007 y al 28 de Marzo de 2008.

Para la recogida de estas muestras se procedió de la siguiente manera: se realizaron medidas de parámetros físicos-químicos in situ, y se procedió a la toma de muestras de agua en el punto de salida. Para los muestreos se siguió un protocolo estándar [Docampo y Molinero, 2006], usando botes esterilizados que se enjuagaron antes de llenar, con el fin de evitar posibles contaminaciones.

En el muestreo de cada punto se usaron varios recipientes de distinto volumen: dos recipientes de 50 ml para el análisis de aniones y otro de 250 ml para el de cationes.

A las muestras para el análisis de cationes se les añadió ácido nítrico o ácido sulfúrico 0.1 M en una proporción de 1%, con el fin de mantener los cationes en disolución hasta su llegada al laboratorio, mientras que a las muestras para el análisis de aniones no se les añadió ninguna sustancia. Después se procedió a la identificación y etiquetado de las muestras. Las muestras se guardaron en neveras portátiles en el momento de su recogida y durante su traslado a España, y se llevaron al Servicio de apoyo a la investigación (SEI), de la Universidad Da Coruña.

La muestra tomada en diciembre de 2007 corresponde al agua de rechazo cuando la planta no estaba funcionando en estado estacionario, mientras que la muestra de marzo de 2008 refleja los valores del rechazo de la planta en condiciones óptimas de funcionamiento.

En la Tabla 3.1. se presentan los resultados de los análisis de las dos muestras. Para más información sobre los métodos de análisis y características del agua de entrada, consultar el Anexo 4.


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Tabla 3.1. Resultados de los análisis del agua de rechazo.

PARÁMETROS UNIDADES Diciembre 2.007 Marzo 2.008

Aluminio µg/l 34,8 <1,0

Amoniaco mg/l NH4+ n.a. 0,402

Arsénico µg/l 15 n.a.

Bromo mg/l Br- < 10 < 5,0

Cadmio µg/l n.a. 0,153

Calcio mg/l Ca2+ 639 783

Carbono inorgánico mg/l 101,2 148,3

Carbono orgánico mg/l 8,2 0

Carbono total mg/l 109,4 145,1

Cloruros mg/l Cl- 2.612 2.689

Conductividad µS/cm n.a. 11.600

Cobalto µg/l n.a. 0,036

Cromo µg/l n.a. 4,6

Dureza total mg/l CaCO3 2.228 n.a.

Fluoruros mg/l F- < 10 5,65

Fosfatos mg/l < 10 < 5,0

Hierro µg/l < 7 13,4

Magnesio mg/l Mg2+ 153 304

Manganeso µg/l 3 1,5

Mercurio µg/l 0,76 <0,15

Níquel µg/l n.a. 0,66

Nitratos mg/l NO3- 336 368

Nitritos mg/l NO2- < 10 < 5,0

pH n.a. 8,4

Plomo µg/l n.a. <0,020

Potasio mg/l 29,1 48,4

Silicio mg/l 16,6 55,8

Sodio mg/l 1.034 2.475

Sulfatos mg/l 1.707 1.835

Zinc µg/l n.a. 8,9 n.a.: no analizado

El resultado de los análisis refleja que el agua de rechazo tiene un alto contenido en sales, reflejado en la alta conductividad. Presenta un alto contenido en nitratos, que según Docampo y Molinero (2006) pueden tener un carácter natural, aunque de origen incierto.

Los parámetros de microbiología fueron analizados in situ en el laboratorio de la UCA, dando negativos los análisis de coliformes totales y estreptococos.


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3.1.2 Estimación del caudal

Para la estimación del caudal de rechazo se llevaron a cabo dos medidas en la salida del rechazo. Los datos obtenidos se presentan en la Tabla 3.2.

Tabla 3.2. Medida del caudal de rechazo.

Tiempo (s) Volumen (L) Caudal (L/s) Caudal (m3/h)

3,35 9,4 2,81 10,1

1,72 7,2 4,19 15,1

Haciendo una media de los dos valores se obtiene un caudal de rechazo de 12,6 m3/h. Se estima que representa un 30% del caudal de alimentación, por lo que éste tiene un valor de 42 m3/h, siendo el caudal de red 29,4 m3/h. Se ha hecho tan solo una estimación del caudal ya que éste no es constante: la planta sufre paradas, existe suciedad en las membranas y la planta no funciona a la máxima potencia. Se dispone de un caudalímetro en la planta de OI pero actualmente no está calibrado, por lo que su medida no es fiable.

3.2 Estimación del efecto del rechazo sobre las aguas subterráneas

Para conocer el efecto que sobre el acuífero tiene el agua de rechazo se va a realizar una estimación del poder depurador del terreno basado en el método empírico propuesto por Rehbe [Sanz, 2003]. El método consiste en el cálculo del poder depurador del suelo ante la presencia de un contaminante, en el tránsito que va desde la superficie del suelo hasta el acuífero por circulación vertical y después en dirección horizontal en el acuífero hasta la captación.

Las diferentes categorías de suelos que pueden ser encontradas han sido clasificadas en función de la granulometría. Se define el espesor del suelo necesario (H) en condiciones de no saturado para una depuración del agua contaminada. Igualmente, para la clasificación del acuífero en cuatro clases se determina una longitud de trayecto (L), función de la velocidad real, necesaria para completar esta depuración.

Cada categoría de material está afectada de los índices siguientes:

I = 1/H (Ecuación 1)

H= espesor en m, sobre el trayecto vertical no saturado para una depuración completa o bien

Ia= 1/L (Ecuación 2)

L= longitud en m, del trayecto horizontal en la capa acuífera para una depuración completa.

El poder depurador del terreno se calcula por:

Mx = Md+ Mr (Ecuación 3)

• Mx =Poder depurador de la totalidad del terreno

• Md = Poder depurador del trayecto vertical

• Mr = Poder depurador de la distancia horizontal. La depuración es completa si Mx ≥ 1

Sobre el trayecto vertical el poder depurador es igual a:

Md = h1*I 1 + h2*I 2 + h3*I 3 +… (Ecuación 4)

Siendo h1, h2, h3… las alturas de las diferentes capas de terreno a atravesar e I1, I1, I2, I3 los índices correspondientes según la Tabla 3.3.


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Tabla 3.3: Clasificación del terreno según el método de Rehbe.

M Descripción del material H (m) I = 1/ H

1 Humus, 5-10% humus, 5-10% arcilla 1,2 0,8

2 Arcilla sin rajas, limos arcillosos, arena muy arcillosa 2 0,5

3 Sílice arcillosa con sílice 2.5 0,4

4 Sílice, arena silícea, arena con poca sílice y arcilla 3-4,5 0,33-0,22

5 Arena de fina a media 6 0,17

6 Arena de media a gruesa 10 0,1

7 Arena gruesa 15 0,07

8 Grava silícea, rica en arena y arcilla 8 0,13

9 Grava con poco sílex y rica en arena 12 0,08

10 Grava fina a media rica en arena 25 0,04

11 Grava media a gruesa con poca arena 35 0,03

12 Guijarros 50 0,02 M= Nº de clasificación granulométrica H=espesor necesario para la depuración completa

Si Md ≥ 1 quiere decir que la depuración es total con la capa de cobertura y que la delimitación aproximada de un perímetro de protección (área en la cual de forma graduada se restringen o prohíben las actividades potencialmente contaminantes) no es necesaria.

Si Md < 1 la depuración no es total, continuando en la capa acuífera en su trayecto horizontal.

Considerando la existencia de un acuífero calcáreodolomítico del carbonífero en Sebjkha Abdallah (Rabouni) en toda la zona [Docampo y Molinero, 2006], para estimar el poder depurador del terreno se ha considerado el perfil geológico del sondeo SA-10 (Figura 3.1.), pozo del que se abastecía la planta a una distancia menor de 2 Km del rechazo.

Para aplicar el método, cada material del sondeo se identifica con uno de los propuestos en la Tabla 3.3., con ello se consigue calcular H e I para cada material (Tabla 3.4.).

En la Tabla 3.4. se presentan los valores tenidos en cuenta para calcular Md. Se obtiene que Md = 20,4, mayor que uno, lo cual quiere decir que la depuración es total con la capa de cobertura y que la delimitación aproximada de un perímetro de protección no es necesaria.

Tabla 3.4.: Calculo índice Md.

Profundidad (m) Material sondeo Material H(m) Espesor (m) I

0 - 20 Arena fina amarillenta Arena fina 6 20 0,167

22 Arena gruesa amarillenta

arcillosa Arena gruesa 15 2 0,067

24 Arcillas amarillentas más o

menos gruesas Arcilla 2 2 0,500

27 Arenisca con cuarzo negro Arena de media a

gruesa 10 3 0,100

30 Grava con granos de cuarzo Grava silícea 8 3 0,125


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Figura 3.1.: Corte geológico del pozo SA-10.

Profundidad (m) Material sondeo Material H(m) Espesor (m) I

31 Arenisca arcillosa con

granos de cuarzo Sílice arcillosa con

sílice 2,5 1 0,400

38 Arcillas rojas y amarillas Arcilla 2 7 0,500

43 Calizas rojas y blancas Arena de fina a media 6 5 0,167

45 Calizas con granos de sílex Arena silícea 3,75 2 0,267

48 Calizas grises nargosas Arena con poca sílice

y arcilla 4,5 3 0,222

54 Arcillas rojas más o menos

arenosas Arenas muy arcillosa 2 6 0,500

65 Calizas dolomíticas y calizas

más o menos arcillosas Arena con poca sílice

y arcilla 4,5 11 0,222

70 Intercalación de margas

rojas y calizas Arena con poca sílice

y arcilla 4,5 5 0,222

84 Calizas dolomíticas, muy

dolomitizadas entre 78 y 82 m

Arena de fina a media 6 14 0,167

86 Calizas dolomíticas

arcillosas Arena con poca sílice

y arcilla 4,5 2 0,222

Estudio de la gestión del rechazo de la planta de Ósmosis Inversa

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4. Estudio de la gestión del rechazo de la planta de Ósmosis Inversa Una vez caracterizado el rechazo se plantean distintas posibilidades para su

gestión. De entre todas las opciones posibles, se evaluará cuáles de ellas tienen posibilidad de implantarse, teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes.

4.1 Opciones de gestión

A continuación se van a describir las opciones que se han considerado para gestionar el rechazo, realizando una breve descripción de cada una de ellas, así como las principales ventajas e inconvenientes. Las opciones son:

• Inyecciones en sondeos profundos. (ISP)

• Instalación de una “Solar Pond”

• Utilización el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein

• Fabricación de adobe

• Cría de peces

• Cría de plantas

• Evaporación natural en lagunas

• Extracción de sales por el método de Sal proc

• Construcción de una piscina

• Construcción de un abrevadero

• Reutilización como agua de saneamiento y limpieza de depósitos familiares.

4.1.1 Inyección en sondeos profundos (ISP)

La inyección en Sondeos Profundos se considera una alternativa altamente fiable, tanto desde el punto de vista operativo como desde el punto de vista de seguridad ambiental, para la gestión de la salmuera de rechazo de las plantas desalinizadoras. Los Estados Unidos es el país que más ha desarrollado esta técnica, no solamente para la salmuera, independientemente de su procedencia, sino también para los residuos de alta peligrosidad [Instituto Tecnológico Geominero de España, 2002].

Esta tecnología nació en la explotación petrolera en California (USA) debido a los grandes problemas en la gestión de la salmuera que acompañaba al petróleo. La solución se obtuvo con la reinyección de la salmuera en la misma formación mediante un sondeo “doblete” (sondeos que son dobles, uno para la extracción y otro para el rechazo) [www.epa.gov].

Debido a esta aplicación, esta tecnología ha tenido un gran desarrollo controlado estrictamente por la EPA, que clasifica los sondeos de inyección profunda en cinco clases. En España no existe un desarrollo normativo tan intenso y extenso, donde se diferencian entre dos tipos de inyecciones [Ramos, 2001]:

1. Vertidos en el subsuelo, en acuíferos libres, sin utilización de una estructura geológica confinada.

2. Sondeos de inyección profunda.


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En España se inyectó durante muchos años salmuera procedente de la industria extractiva de sal en Potasas de Navarra. Las más recientes que se conocen son dos operaciones de inyección profunda de salmuera procedente de ósmosis inversa, en Benferri (Alicante) y en el Campo de Cartagena (Murcia) [Ramos, 2001].

Ventajas

• Alternativa a la gestión de la salmuera en lugares lejanos al mar

• La salmuera se deposita en una formación impermeable que mantiene el residuo confinado hasta su inocuidad

• No afecta otros recursos más importantes [Instituto Tecnológico Geominero de España, 2002].

Inconvenientes

• Se tiene que encontrar un lugar adecuado y seguro para la salmuera [Instituto Tecnológico Geominero de España, 2002]

• Es necesario realizar estudios previos exhaustivos y precisos [Ramos, 2001; Instituto Tecnológico Geominero de España, 2002]

• Alto coste por la introducción del recurso así como por mantener el control de su evolución durante la operación

• Construcción delicada.

4.1.2 Instalación de una “Solar Pond”

Los estanques solares de gradiente salino (ESGS) o “Salinity Gradient Solar Pond” (SGSP), constituyen un sistema eficiente y sencillo de captación y almacenamiento de energía solar térmica. En las últimas décadas, con más de 60 instalaciones construidas a nivel mundial, son ya varios los estudios que han demostrado su viabilidad en aplicaciones en las que se requiere una fuente fiable de energía térmica de baja o media temperatura [García et al., 2006].

Un ESGS consta de varias capas de agua salada, siendo la capa de mayor salinidad la situada en el fondo y con una profundidad comprendida entre 1 y 5 metros. Su funcionamiento (Figura 4.1.) se basa en que la radiación solar es absorbida en el fondo del estanque, por lo que el agua contenida en esa capa se calienta, considerando que el agua es transparente a la luz visible pero opaca a la radiación infrarroja. Una vez que la radiación alcanza el fondo del estanque la energía térmica solo puede escapar vía conducción.

Figura 4.1: Funcionamiento de una Solar Pond.


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En un estanque con aguas con un contenido en sales homogéneo, esta agua caliente sería más ligera y ascendería hasta la superficie, cediendo entonces el calor al ambiente mediante convección libre.

Sin embargo, en un ESGS la capa de agua del fondo es mucho más salada que las superiores, por lo que aunque su densidad decrece al calentarse, todavía permanece más densa que la capa superior, y por lo tanto no asciende. Así, el proceso de convección no puede llegar a producirse, y esa capa del fondo permanece en esa posición, calentándose más y más.

Además hay que destacar que el agua tiene una conductividad térmica reducida, por lo que el calor sólo puede escapar por conducción muy lentamente. La alta capacidad calorífica del agua, así como su elevado volumen en el estanque, la convierten al mismo tiempo en un eficaz sistema de almacenamiento térmico.

Una de las aplicaciones para las que puede ser usado este sistema es para desalación, obteniéndose agua desalada para su utilización para regadío o consumo humano y usando para ello agua de mar o salobre [Caruso et al., 2001; Lu et al, 2001; Safi, 1998; Szacsvay et al, 1999]. Para ello, el ESGS se puede acoplar a plantas de destilación térmicas, ya que en éstos además el vertido salino de las instalaciones de destilación puede utilizarse como aporte de agua salada para el estanque solar.

Los costes para su construcción están comprendidos entre los 7,5 euros/m2 y los 21,5 euros/m2, en función de distintos conceptos [Szacsvay et al, 1999].En lo que a desalación de agua se refiere, los costes pueden oscilar desde los 4,71 euros/m3 para una instalación de 15 m3/día [Szacsvay et al, 1999], a los 0,68 euros/m3 para una instalación de 20.000 m3/día de producción [Glueckstern, 1995].

Ventajas

• Bajos costes de inversión por área de colector, ya que necesitan como principal desembolso una serie de obras civiles de bajo coste

• Captación de radiación incidente sobre una amplia superficie

• Incluye las funciones de un sencillo sistema de almacenamiento, ampliando sus posibilidades de utilización, además de ser muy económico frente a otros posibles sistemas

• La radiación difusa también se utiliza. Inconvenientes

• La eficiencia anual de este tipo de captación solar es más baja que la de otros sistemas, lo que significa que precisa de más superficie para producir una misma cantidad de energía térmica [Szacsvay et al, 1999]

• El rango de temperatura obtenido es limitado (de entre 30 ºC y 90 ºC). [Lu et al, 2001]

• Se precisa de unas adecuadas condiciones geológicas en la zona de ubicación

• Necesita de elevados periodos de tiempo para su puesta en marcha

• Precisa de elevadas cantidades de agua y sales para su llenado inicial

• El entorno en el que se ubique debe cumplir ciertas condiciones climatológicas: unos vientos medios moderados y que las tormentas con fuertes vientos no sean frecuentes.


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4.1.3 Utilizar el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein

El hospital Bal-la, situado a 1,74 Km del DHS es abastecido con agua bruta directamente por una tubería desde el DHS hasta el mismo. Además se abastece con agua osmotizada mediante cisternas para consumo.

Una opción a considerar es el abastecimiento de agua de rechazo para su uso como agua de saneamiento, siempre y cuando las características químicas del agua sean aceptables para tal uso. Se realizaría mediante la construcción de un “bypass” que una la tubería del rechazo con la ya existente de agua bruta que va directa al hospital.

Ventajas

• Se garantiza el consumo de agua de saneamiento necesaria para el hospital, sin que ello suponga un gasto de agua destinada a otro consumo

• El agua bruta que actualmente se usa en el hospital como agua de saneamiento, se destinaría a la planta de OI para su tratamiento y conversión a agua osmotizada apta para su consumo

• La instalación se basaría en parte de la ya existente. Desventajas

• Habría que hacer una inversión económica para la construcción del bypass, y la instalación de diferentes depósitos según el uso posterior del agua.

4.1.4 Fabricación de adobe

Las casas en los campamentos de refugiados Saharauis están construidas de adobe. Los ladrillos para su construcción son fabricados con la arena que rodea los campamentos.

La mezcla ideal de los ladrillos de adobe contiene un 20% de arcilla y un 80% de arena [www.autosuficiencia.com]. En los campamentos esta mezcla no se consigue debido a que el suelo es 100% arena sin nada de arcilla, de ahí que tenga una menor consistencia y resistencia. Estos materiales, mezclados con agua, adquieren una forma más fluida que permite volcarla en moldes. Cuando parte del agua se evapora, el ladrillo es capaz de sostenerse por sí mismo. Es entonces cuando se quita el molde, completándose su secado al sol.

En los campamentos de refugiados existen dos formas de construir los ladrillos: la primera ya descrita y una segunda mezclando con pequeñas cantidades de cemento para darle mayor resistencia.

Así pues, una opción puede ser utilizar el agua de rechazo para la fabricación de ladrillos.

Ventajas

• El adobe representa el material más fácil de manejar, fácil de cortar y dar un contorno en particular

• La población puede fabricarse sus propios ladrillos, con arena cercana a la obra, y el agua de rechazo

• Sistema barato. Desventajas

• El barro se deshace si llueve (si sucede en los campamentos es excepcionalmente y lo hace de forma torrencial)

• Se va deteriorando con el siroco y con el paso del tiempo.


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4.1.5 Cría de peces

Esta opción se propone para dar un aprovechamiento extra al agua produciendo un alimento escaso en los campamentos de refugiados, como es el pescado, de difícil acceso a la población por sus malas comunicaciones y la lejanía con el mar.

Se optaría por la construcción de una pequeña piscifactoría a la salida del rechazo. Para ello lo primero es necesario valorar si las características físico-químicas del agua son compatibles con alguna especie de peces, para después hacer el diseño de ésta respondiendo a las características de la especie.

Ventajas

• Además de reutilizar el agua, se obtiene un valor añadido ya que se consigue alimento de difícil acceso en los campamentos

• Se introduce un alimento nuevo importante para la dieta. Desventajas

• Se genera un residuo de agua de rechazo que contiene los excrementos de los peces, por lo que deberá tratarse

• No es una tecnología que se esté usando, por lo que hay que introducirla y adaptarla al terreno.

4.1.6 Cría de plantas

Con esta opción se pretende, por un lado, realizar un biotratamiento del agua de rechazo con plantas adaptadas al medio y resistentes a altas salinidades, y por otro lado, obtener alimento para consumo humano ó para el ganado. Existen varias especies de plantas que han sido utilizadas para el tratamiento de aguas residuales en distintas partes del mundo: Azolla caroliniana, Canna edulis, Canna flacida, Canna indica, Eicchornia crassipes, Ipomea aquatica, Lemna minor, Pistis stratoites, Phragmites australis, Typha angustifolia, Sagitaria falcata, Sagitaria montevidensis, Sciprus californicus [Docampo, 2007].

Ventajas

• Rápida reproducción

• No es necesaria ninguna inversión económica

• Se puede integrar una planta existente en la zona para la solución de un problema

• Las plantas pueden ser usadas para alimento de animales

• Crear en mitad del desierto un lugar con vida, donde una vez que estas plantas consigan desarrollarse podría introducirse alguna otra especie.

Desventajas

• Para que el sistema alcance su funcionamiento completo se necesita un año [Fernández et al., 2005].

4.1.7 Evaporación natural en lagunas

Debido a que el vertido de rechazo se produce en una zona cercana al pozo, una opción para que no se produzca infiltración sobre el terreno es construir unas balsas impermeabilizadas donde se dejara evaporar el rechazo por la acción de la luz solar. Para ello se necesita diseñar la balsa de acuerdo al caudal de rechazo producido y a la insolación en la zona.


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Ventajas

• No se producirían infiltraciones en el terreno.

• Una vez evaporada el agua y analizado el precipitado se podría determinar si este podría tener un uso.

Desventajas

• El coste de la instalación de materiales impermeables que aguanten la insolación del lugar y sus condiciones climáticas extremas es elevado.

• Una vez que el agua se haya evaporado, queda un pequeño residuo en forma de precipitado, el cual es necesario gestionar si no se puede reutilizar.

4.1.8 Extracción de sales por el método de Sal proc

SAL-PROC™ es un proceso patentado por Petroleum Developmet Oman (DPO), consistente en la extracción secuencial o selectiva de elementos disueltos de las aguas salinas inorgánicas bajo la forma de sales y productos químicos valiosos [Ahrned et al., 2003]. Dependiendo de la composición química del agua de alimentación salina, la ruta a seguir en el proceso implica un número de pasos en la reacción. [www.isslr.org]. Un esquema de este proceso se muestra en la Figura 4.2.

Figura 4.2: Esquema del método Sal Proc [Ahrned et al, 2003].

Ventajas

• De un residuo se consigue un producto con un valor añadido

• Permite varias posibilidades para adaptarse a las características fisicoquímicas del agua a usar.

Desventajas

• Alto coste por ser un proceso patentado

• Para su mantenimiento y reparación es necesario un alto presupuesto ya que las piezas no están disponibles en el entorno del proyecto

• Se necesita formación de personal cualificado en el uso de los equipos

• Las instalaciones necesitan cumplir las medidas de seguridad y construcción recomendadas en países industrializados.


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4.1.9 Construir una piscina

Una demanda social existente en los campamentos es la construcción de una piscina. Esta petición viene respaldada por el hecho de que la zona alcanza temperaturas muy extremas debido a su situación geográfica, pero la limitación de acceso al agua hace inviable una piscina con agua potable. Una posibilidad es utilizar el agua de rechazo para llenar una piscina.

Ventajas

• Introducción de un elemento lúdico

• Alivia de las altas temperaturas de la zona

• Introducción de hábitos de higiene. Desventajas

• Costes de construcción y mantenimiento de las instalaciones

• Necesitad de cloro para mantener las instalaciones

• Las instalaciones necesitan una depuradora para conservar el agua

• Importante factor cultural, necesidad de introducirlo en la sociedad.

4.1.10 Construir un abrevadero

En las sucesivas visitas a la salida del rechazo se ha comprobado la existencia de excrementos de diversos animales (cabras, corderos y camellos) que se acercan a beber agua, por lo que una posibilidad consiste en construir un abrevadero a la salida del rechazo donde se vaya depositando el agua, al que lleguen los diversos animales que transitan la zona.

Ventajas

• El residuo se convierte en fuente de recursos para el ganado, fuente de alimento

• El agua tratada y asignada por las familiar para esos rebaños podría usarse para limpieza (consumo de la familia y ahorro de agua).

Desventajas

• Al no ser un agua tratada, puede ser perjudicial para el ganado.

4.1.11 Reutilización como agua de saneamiento y limpieza de depósitos familiares

En los campamentos de refugiados saharauis no existe la infraestructura necesaria para tener agua corriente en casa. El sistema para que el agua llegue a la población es mediante el reparto con camiones cisternas. Éstos se cargan y reparten el agua por las diferentes wilayas, rellenando los depósitos familiares donde cada familia almacena el agua tanto para consumo humano como para animal y limpieza.

Cada familia cuenta con 1 ó 2 depósitos dependiendo de su poder adquisitivo. Éstos tienen una capacidad de 1, 1.5 o hasta 2 m3, siendo la mayoría de 1 m3.Cada familia es responsable del uso, mantenimiento y limpieza del depósito.

Los más antiguos suelen estar abiertos parcialmente por arriba, lugar por donde se realiza el llenado. Para extraer el agua se dispone de unas mangueras que por gravedad consiguen llenar las botellas o petacas. Debido a este sistema, y a que tanto las mangueras como los depósitos se encuentran a la intemperie, las condiciones higiénicas y sanitarias en las que se encuentran no son las óptimas para el consumo.


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Además hay que añadir que la mayoría son metálicos o de plástico, por lo que se alcanzan temperaturas muy altas dentro de los depósitos que conlleva una mayor proliferación de microorganismos y bacterias.

Se ha detectado que en los depósitos los parámetros biológicos dan positivo un alto porcentaje de las veces, según se puede comprobar en la Tabla 4.1. donde se muestran las analíticas de un depósito que se contamino en el mes de marzo de 2007 y continuó contaminada. No todas las cisternas muestran contaminación, pero es difícil que desaparezca si se contaminan.

Tabla 4.1. Parámetros microbiológicos de Guasani (Rabouni) 2007.

PARÁMETROS UNIDADES Marzo Abril Mayo Junio LÍMITES* Coliformes totales UFC/100ml 8 14 12 24 0 Coliformes fecales UFC /100ml 12 10 8 42 0

Estreptococos UFC /100ml 0 0 0 0 0 * Del REAL DECRETO 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de

consumo humano [www.boe.es]

Cuando se produce un desarrollo microbiológico se convierten en focos de contaminación potencialmente peligrosos debido a que las familias usan esta agua tanto para consumo directo como para cocinar y limpieza y no tienen acceso a desinfectantes para solucionar el problema.

Una opción consiste en reutilizar el agua de rechazo para la limpieza de depósitos con un sistema a presión o con agua a alta temperatura, acoplable a un camión cisterna que contenga el agua de rechazo. Una persona podría limpiar las cisternas familiares una a una, consiguiendo así arrastrar las algas depositadas en las paredes y una desinfección del sistema (para conseguir esto último, es necesario después de limpiar añadir un agente desinfectante).

Ventajas

• Se consigue reutilizar el agua para la limpieza de los depósitos

• Se consigue que los depósitos se mantengan limpios y en adecuadas condiciones sanitarias, disminuyendo las posibilidades de enfermedades provocadas por microorganismos y bacterias

• El agua destinada al mantenimiento de los depósitos puede ser destinada a otro uso por la familia.

Desventajas

• Se requiere el diseño de un sistema para que se pueda realizar la distribución wilaya por wilaya

• Se necesita realizar el mantenimiento de los equipos y disponer de los desinfectantes.

4.2 Valoración de las opciones de gestión

De las diversas opciones propuestas para el tratamiento del rechazo, a continuación se realiza la valoración de cada una de estas opciones, analizando los costes, su facilidad de aplicación en el enclave geográfico y la obtención de un beneficio con ese uso.


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4.2.1 Inyecciones en sondeos profundas (ISP)

Esta opción se descarta por su alto coste y complejidad técnica en su aplicación, no obteniendo un beneficio de ella.

4.2.2 Instalación de una “Solar Pond”

Esta opción se descarta por su coste y complejidad técnica para su aplicación, además de ser una tecnología en estudio.

4.2.3 Utilizar el rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein

Esta opción es viable sanitariamente, ya que en el punto 3.1.1. de este documento se ha expuesto que microbiológicamente el rechazo es aceptable. Además esta opción se considera viable tecnológicamente y genera un beneficio debido al ahorro en agua bruta.

Actualmente el Bal-la es abastecido con agua bruta directamente por una tubería desde el DHS, y con agua osmotizada mediante cisternas para consumo humano. Para saber si se cubriría la dotación necesaria se necesita conocer la siguiente información:

1. Cantidad de agua que se consume (potable y saneamiento) en m3/día persona. Para cuantificar el consumo, y debido a que el hospital se encontraba en obras, se realizó una entrevista con el director del centro para conocer de primera mano el funcionamiento del centro y sus necesidades, pero no se pudo cuantificar el consumo real.

2. Estimación de la población que reside o consumidores potenciales en el hospital. La cifra puede variar desde 70 hasta 150-200 personas en época de comisiones médicas. Finalizadas las reformas el hospital contará con quirófanos, por lo que aumentará su actividad.

3. El uso que se le da al agua bruta y osmotizada. El agua bruta sirve para limpieza de suelos y de ropa, mientras que el agua osmotizada se usa para consumo humano y cocinar. Además, se usa agua destilada para la limpieza del instrumental.

4. Forma de almacenamiento del agua, tanto osmotizada como de saneamiento. El centro cuenta con tres depósitos de diferentes características y usos:

a) Depósito de 7 m3 de capacidad: se usa por el personal del centro para consumo humano (agua osmotizada).

b) Depósito de 7 m3 de capacidad: se usa por los pacientes y sus familiares para consumo humano (agua osmotizada).

c) Depósito de 5 m3 de capacidad: se usa por el personal del centro para la limpieza (agua bruta).

Debido a las obras, cuentan con un cuarto depósito temporal de agua bruta de 3m3 de capacidad.

5. Distancia real al DHS.

6. Situación exacta y características de la actual tubería que une ambos puntos.

7. Emplazamiento exacto de la tubería de rechazo

Para poder desarrollar esta opción se necesita conocer la situación geográfica de las tuberías de rechazo y agua bruta hasta el hospital, y con ello diseñar mediante un


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software (Epanet) el bypass. Debido a la imposibilidad de encontrar esos datos, se realizó una captación de puntos con un GPS durante el trabajo de campo, recogiéndose datos de la tubería de rechazo (que no está tapada), pero resultando imposible tomarlos de la tubería de agua bruta por encontrarse cubierta. Es por ello que al no disponerse de los datos necesarios, no se pudo realizar su diseño.

4.2.4 Fabricación de adobe

Se contempló el usar el agua de rechazo para la fabricación de adobe. Sin embargo, debido a que el rechazo posee una elevada concentración en sales solubles de tipo iónico como pueden ser las que contienen sodio (ver apartado 3.1.1.) no se recomienda [www.autosuficiencia.com]. Esto es debido a que los materiales pueden fijar un contenido de agua en exceso, lo que no resulta beneficioso para la fabricación de adobe como se pudo comprobar in situ. Es por ello que esta opción se descarta.

4.2.5 Cría de peces

Para la cría de peces hay que tener en cuenta especialmente los valores de la concentración de amonio y nitritos en el rechazo (ver apartado 3.1.1.), ya que éstos son potencialmente tóxicos para los peces. Se han encontrado diversos valores referentes a la toxicidad del amonio y los nitritos para los peces, los cuales varían dependiendo de que la especie tenga mayor o menor sensibilidad. Por ejemplo, la especie Trachinotus marginatus tiene un LC50 de 0,66-1,06 mg/L NH3/L dependiendo de la salinidad [Costa et al., 2008]. El agua de rechazo tiene un valor de 0,402 mg NH3/L, por lo que es un agua con calidad suficiente para asegurar el desarrollo de esta especie. Esta misma especie presenta para nitritos una LC50 de 37,55-116,68 mg/L. El agua de rechazo lleva una concentración muy inferior (< 5 mg NO-

2/L), por lo que este anión no afectaría.

La especie Rachycentron canadum (o más conocida como bacalao) [Rodrigues et al., 2007], deja de alimentarse con una concentración de 0,80 mg NH3/L y de 88,8 mg NO-

2/L, por lo que al comparar con los valores del rechazo respecto a estos parámetros (0,402 mg NH3/L y < 5 mg NO-

2/L) se observa que tanto el valor del rechazo de amonio como el de nitrito están por debajo del valor tolerado.

Otros parámetros que podrían influir son el oxígeno disuelto y la temperatura, pero no se tienen datos.

Se concluye que el agua no presenta valores de nitritos y amonio a priori perjudiciales para la cría de peces, aún así esta opción se descarta por falta de conocimientos sobre fauna piscícola.

4.2.6 Cría de plantas

Esta opción se considera viable debido a su bajo coste y la no necesidad de tecnología. Además se obtienen beneficios con su aplicación, es por ello que se va a desarrollar a continuación.

4.2.6.1 Elección de la especie a plantar Los resultados de los análisis del agua de rechazo de la ósmosis inversa (Tabla

3.1.) muestran una alta concentración salina pero tolerable por algunas especies vegetales como las citadas en el apartado 4.1.6.

Por otro lado, se han realizado medidas de sólidos totales en el laboratorio de la U.C.A. para cuantificar los g/L de sales totales del agua de rechazo. Para ello se recogieron tres muestras de agua de rechazo, se tomó un volumen de 50 o 100 mL y se vertió en un vaso de precipitados. Después se introdujeron en una estufa durante 24 horas a 100 ºC. Los resultados se muestran en la Tabla 4.2.


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Tabla 4.2. Resultados de sólidos totales.

Muestra 1 (5/12/07) Muestra 2 (6/12/07) Muestra 3 (6/12/07)

Volumen de agua

50 mL Volumen de

agua 50 mL

Volumen de agua

100 mL

Sales 0,449 g Sales 0,434 g Sales 0,911 g

g/L 8,98 g/L 8,68 g/L 9,11

Conductividad medida

12,18 mS/cm


11,72 mS/cm


11,72 mS/cm

Estos datos, confirman una concentración de sales disueltas en la muestra en torno a los 9 g/L. Por tanto el rechazo es compatible con la especie Phragmites australis según Lissner et al. (1999). Parece viable a priori el cultivo de plantas de este tipo en la zona de salida del rechazo, ya que se han encontrado de manera natural en la zona de actuación.

El carrizo (Phragmites australis) es una planta perteneciente a la familia de las Gramíneas o Poáceas. Esta caña ha sido utilizada tradicionalmente para techar chozas y preparar cercados en algunos lugares. Se considera la más amplia distribución de angiospermas en el mundo [Tucker, 1990].El área de distribución natural de Phragmites australis abarca diferentes climas, que van desde los trópicos a las regiones templadas [Fernández et al., 2005].

Es una planta perenne, con un rizoma rastrero con capacidad para crecer en la superficie buscando agua. La característica principal de esta especie es que crece formando una red por el suelo desde unos 20 cm de profundidad hasta 2 metros, formando un tapiz [Fernández et al., 2005]. Puede alcanzar los 4 metros de altura y 2 cm de diámetro, presentando una gran inflorescencia al final del tallo. El tallo tiene una base fuerte que se hace flexible y elástica hacia la punta. Pueden formar parte de un sistema fitodepurador, son helófitos, hidrófilos emergentes ya que tienen muy desarrollado los rizomas de manera que se anclan firmemente a la tierra y asimilan sustancias nutritivas. Para más información consultar el Anexo 5.

Las fortalezas, desde el punto de vista de su uso en fitodepuración, son varias:

• Buena extensión del sistema rizomal subterráneo perenne, capaz de alcanzar profundidades entre 60-100 cm

• Es una de las especies más competitivas en ambientes de humedales, con un vasto espectro ecológico

• No es objetivo de ratones y ratas acuáticas

• Como otras especies acuáticas, ayuda a desarrollar la parénquima aérea

• Rápida reproducción.

Es una especie anual. La parte subterránea sobrevive durante el invierno mientras que las partes aéreas degeneran. Son capaces de soportar condiciones muy adversas tanto de cantidad de agua como de calidad. Estas plantas, además de realizar una función filtrante para las aguas, podrían servir de alimento a grandes rebaños.

4.2.6.2 Plantación del carrizo El carrizo ha sido encontrado en la zona de estudio en los huertos de varios

campamentos, lo cual es un indicador evidente de su adaptabilidad al medio. La plantación a la salida del rechazo se ha llevado a cabo en varias fases. La primera de


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ellas consistió en la realización de varias visitas al huerto de Injaila (cercano a los campamentos), tanto para proceder a la identificación de la planta como para observar dónde estaba creciendo de manera natural en el huerto.

Después se procedió a la recogida de rizomas de la planta con yemas siguiendo el protocolo propuesto por Fernández et al. (2005), para así asegurar su adaptabilidad (Figura 4.2.).

Fig. 4.2. Carrizo en el Huerto Injaila y su crecimiento característico en rizomas subterráneos.

Posteriormente se procedió a realizar una primera plantación a la salida del agua de rechazo (Figura 4.3.), para lo cual se trabajó enterrando los rizomas en condiciones adecuadas de humedad y oscuridad. Posteriormente se visitó la zona y se acondicionó para lograr las condiciones óptimas y conseguir trasplantar con un resultado positivo. La labor de trasplante se realizó en el mes de diciembre de 2.007.

Fig. 4.3. Plantación de carrizo a la salida del rechazo tras la plantación (Diciembre 2007).

Se ha usado una cobertura en torno a 5 metros cuadrados en la salida de la tubería de rechazo. En la primera de las plantaciones (diciembre 2007) se plantaron unos 20 rizomas, todos ellos de tres nudos o más (Figura 4.4.), y con alguna gema.


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Fig. 4.4. Rizomas de la planta.

Posteriormente en la segunda visita en marzo de 2008, se comprobó el estado de estas plantas, su adaptación al nuevo terreno y al agua de rechazo (Figura 4.5.). En ella se observan varias poblaciones, principalmente se consideran cinco, con algunas plantas dispersas en el canal formado. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, ya que las plantas habían sobrevivido al trasplante y además habían sabido aclimatarse a las nuevas condiciones. La altura alcanzada por las plantas en marzo del 2008 estaba en torno a 70 cm, su aspecto era bueno, desarrollándose y aumentando la población (Figura 4.5.).

Fig. 4.5. Estado del carrizo plantado a la salida de rechazo en Marzo 2.008.

Se observó que se habían desarrollado de un color verde claro, además de contar con sales precipitadas en sus tallos debido a la alta concentración de sales del rechazo. A pesar de ello, su crecimiento no ha sido inhibido, se han sabido adaptar a su nuevo entorno y a las características de éste, por lo que cabe esperar que se desarrollarán totalmente.

En la segunda de las plantaciones, durante la segunda visita en Marzo de 2008, se plantaron unos 15 rizomas, todos ellos de tres nudos o más y con alguna gema. Se consiguió así aumentar la densidad de plantas en la zona.

Según noticias del personal del DHS, las plantas fueron devoradas por un rebaño de cabras en octubre de 2008.

4.2.7 Evaporación natural en lagunas

Para evaluar esta opción se realizaron experimentos para observar la rapidez de evaporación del rechazo debido a la insolación natural. Para ello se utilizaron dos botellas de plástico de 1,5 litros de capacidad, se llenaron con agua de rechazo con 1 y 0,5 litros respectivamente y se colocó una cinta métrica en una de sus caras para medir la altura del agua. Se midió el volumen de agua remanente durante 10 días. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.3.


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Tabla 4.3.: Experimentos de evaporación natural. Botella 1 Altura (cm) Volumen (mL)

Botella 2 Altura (cm) Volumen (mL)

Martes 17,2 1000,00 Martes 9 500,00 Miércoles 16,8 976,74 Miércoles 8,6 477,78 Sábado 16,2 941,86 Sábado 8,2 455,56 Lunes 15,8 918,60 Lunes 7,8 433,33 Jueves 15,1 867,00 Jueves 7,3 392,00

% evaporación 13,3 % % evaporación 21,6 %

Al observar los resultados, se comprueba que el agua se evapora muy lentamente aún siendo los valores de insolación considerables en la zona (evaporación media de 17.45 %). Es por ello que el tiempo necesario para la evaporación de todo el caudal de rechazo producido se considera elevado. Además se observó que una vez que la planta de ósmosis inversa se apagaba, el rechazo conseguía infiltrarse en menos de una hora. Por ello se considera que la mayor parte del rechazo se infiltra, no dando lugar a la evaporación.

Debido a la lentitud de la evaporación del rechazo, y al no obtener un beneficio adicional, esta opción se descarta.

4.2.8 Extracción de sales por el método “Sal proc”

Esta opción se descarta por su alto coste y complejidad técnica para su aplicación, siendo una tecnología que no satisface necesidades de la población Saharaui.

4.2.9 Construcción de una piscina

Para evaluar esta opción, es necesario puntualizar la diferencia cultural que existe con la idea occidental de piscina, ya que en la cultura musulmana las piscinas no son mixtas para adultos. Además, por el enclave geográfico y sus condiciones climáticas (siroco), la piscina tiene que ser cubierta para protegerla de la arena. Debido a estas limitaciones, la piscina a considerar necesitaría de un edificio para albergarla además de un sistema para tratar el agua (desinfección).

Por otro lado es necesario comprobar que entre los parámetros físico-químicos y microbiológicos del rechazo no existe ninguno que sobrepase los valores recomendados por la legislación. Debido a que en el enclave geográfico del presente proyecto no existe legislación específica para el tema, se compara con la legislación española, en concreto con el Decreto 50/1993, de la Diputación General de Aragón, por el que se regulan las condiciones higiénico-sanitarias de las piscinas de uso público. En la Tabla 4.4. se comparan algunas de las características fisicoquímicas exigibles al agua de una piscina según este Decreto y el valor del agua de rechazo.

Tabla 4.4.: Comparación valores del Decreto 50/1993 con el rechazo. Parámetro Decreto 50/1993 Rechazo

pH 7-7,8 8,4

Nitratos (mg NO-3/L) 10 368

Amonio NH4+(mg/L) 0,5 0,4

Aluminio 0,3 < 1,0

Se observa que el rechazo supera el valor de pH y nitratos, es por ello que el agua no sería calificada como apta para este uso. Debido a su complejidad técnica y al no cumplimiento de la norma sanitaria, esta opción se descarta.


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4.2.10 Construcción de un abrevadero

Tras haber realizado la caracterización del rechazo, se presupone un agua apta para consumo animal con respecto a microbiología. Respecto a otros parámetros nos vamos a basar en una guía de la Universidad de Missouri-Columbia respecto a la calidad de agua potable en ganadería [Pfost y Fulhage, 2001].

Dentro de la citada guía, se van a comparar los valores recomendados con los valores del rechazo como se muestra en la Tabla 4.5.

Tabla 4.5.: Comparación valores de la Universidad de Missouri-Columbia con el rechazo. Sustancia Rango deseado Valores limites Rechazo

Coliformes fecales UFC/100ml

< 1 > 1 animales jóvenes

> 10 animales más viejos 0

pH 6,8 - 7,5 < 5,5 ó > 8,5 8,4 Sulfato (mg/l) <250 > 2.000 1.835

Aluminio (µg/l) --- 5.000 < 1,0 Cadmio(µg/l) --- 50 0,153 Cromo(µg/l) --- 1.000 4,6 Cobalto(µg/l) --- 1.000 0,036 Flúor (mg/l F-) --- 2.000 5,65 Plomo(µg/l) --- 50 <0,020

Mercurio (µg/l) --- 10 <0,15 Nitrato + nitrito (mg/l) --- 440 368 (+ < 5,0)

Nitrito (mg/l NO2-) --- 10 < 5,0

Cinc (µg/l) --- 24.000 8,9

Observamos que tanto el valor de sulfato como el del pH están más cerca del valor límite que del rango deseado.

El nitrógeno en forma de nitratos no es especialmente tóxico, pero cuando se reduce a nitritos y es absorbido en la sangre, reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre al reaccionar con la hemoglobina. Es por ello que el aporte total de nitratos en la dieta es importante. Si como en este caso, el valor es < 440 mg/L NO3

-, se añade que existen evidencias experimentales de que esta agua no perjudica a aves de corral o al ganado que la ingiera.

También se hace referencia a la cantidad de sales en el agua. La conductividad del rechazo tiene un valor de 11.600 µS/cm, además se ha estimado en el apartado 4.2.6.1 una concentración de aproximadamente 9 g/L. Esta guía establece que para valores entre 7 y 10 g/L el agua no es apta para las aves de corral y cerdos. Además supone un riesgo en embarazos o en período de lactancia de vacas, caballos, ovejas, y para los animales jóvenes de estas especies, o de animales sometidos a fuerte estrés térmico o deshidratación, y el uso debe evitarse. Aunque en animales viejos rumiantes, caballos, aves de corral, y porcino pueden subsistir durante largos periodos en condiciones de baja presión.

Debido a ello no se recomienda el consumo del rechazo por animales.

Como se ha observado que los rebaños se acercan hasta la zona para beber agua, y controlarlo y prohibirlo no es factible, se podría construir un abrevadero sencillo para facilitar su acceso.


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4.2.11 Reutilización como agua de saneamiento y limpieza de depósitos

Esta opción se considera viable tanto socialmente como tecnológicamente, y responde a una demanda de la población Saharaui para mejorar su calidad de vida, es por ello que se va a desarrollar a continuación.

Se va a diferenciar entre dos posibilidades de reutilización: si se reutiliza como agua de saneamiento se debe construir una jirafa o mecanismo para llenar con el rechazo los camiones cisterna y después distribuirla por los campamento. Para limpiar los depósitos familiares, se tiene que diseñar un protocolo de actuación adecuándolo a cada wilaya. A continuación se propone el protocolo correspondiente al 27 de Febrero (el campamento más cercano).

Con una población de aproximadamente 4.368 habitantes, se trata de un pequeño asentamiento que ha crecido alrededor de escuelas y centros de formación. Se calcula que viven unas 500-600 familias. Se estima que la mayoría de ellas tienen dos depósitos de 1 m3, por lo que al ser los camiones cisterna de 20 m3, con un camión se llenan 20 depósitos familiares. Además hay que contar con que el camión realiza un viaje diario, y existen cuatro camiones cisterna que suministren agua a 27 de Febrero (dos de agua osmotizada y dos de agua bruta).

El número total de depósitos familiares se estima en 1.100 unidades. Al día un camión cisterna realiza 2 viajes, tardando más de dos semanas (16 días) en hacer el reparto completo, por lo que cada dos semanas se rellenan los depósitos de cada familia.

Para poder realizar este itinerario se necesita:

• Un camión cisterna con un sistema de lavado a presión acoplado

• Agente desinfectante para añadir a las cisternas

• Itinerario del recorrido del camión cisterna por los diferentes barrios

• Empleados con formación en el manejo de desinfectantes y limpieza

• Un sistema de llenado de la cisterna de limpieza desde la planta de OI. Se propone tener 1 camión cisterna con el dispositivo (a partir de ahora

denominadas cisternas de limpieza) para la limpieza, ya que esta limpieza en principio se plantea realizarla dos veces al año (hasta ahora esta limpieza no se realiza, es por ello las malas condiciones de los depósitos familiares).

La demanda de agua de rechazo al día se convierte en 40 m3.Contando con estos datos, se propone que las cisternas de limpieza vayan por delante de los camiones cisterna con agua osmotizada, para primero limpiar y después rellenar con agua osmotizada. La operación de limpieza se estima que dure 20 minutos por depósito familiar, en los cuales está incluido el proceso de limpieza a presión, enjuague y vaciado del agua de limpieza. A continuación, el depósito familiar se llena con agua osmotizada y se procede a la desinfección, para que no pierda su calidad.

Al no ser necesario gastar el mismo agua para llenar los depósitos familiares que para su limpieza, se propone que a la vez que se limpien estos depósitos se puedan limpiar las petacas de las familias, para que así los dos camiones cisternas sigan el mismo ciclo de vaciado de sus depósitos.

Conclusiones

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5. Conclusiones La escasez de agua es un hecho en toda la región de Sáhara. Debido a su

situación geográfica los campamentos de refugiados Saharauis se abastecen de pozos subterráneos. El agua extraída debe ser tratada antes de ser consumida, y en la zona se ha optado por el tratamiento con plantas de ósmosis inversa, de las cuales se obtiene agua potable apta para el consumo y además una corriente de rechazo, compuesta por agua muy concentrada en sales. Actualmente este rechazo se vierte directamente al suelo sin ningún control. Aunque la concentración salina de la corriente de rechazo impide su consumo directo, desecharla como residuo implicaría tanto eliminar parte del agua que tanto cuesta conseguir en la zona, como desaprovechar parte de la inversión económica empleada para extraerla. Por estos motivos, la búsqueda de opciones de gestión para reutilizarla se considera fundamental, por los enormes beneficios para la población que ello reportaría.

Este trabajo ha comprendido dos fases diferenciadas. Por un lado, una fase de trabajo de campo, que tuvo lugar en los campamentos de refugiados Saharauis en Argelia en dos periodos (Octubre-Diciembre 2007 y Marzo 2008 ), durante los cuales se visitaron las instalaciones de la planta de ósmosis inversa y se recogieron muestras del rechazo para el análisis de diversos parámetros en España. Además, se convivió con la población para conocer sus costumbres, con el objeto de poder evaluar la gestión del rechazo de acuerdo al enclave cultural y geográfico. La segunda fase ha consistido en una búsqueda de las alternativas de gestión del rechazo de la planta de ósmosis inversa. Se trata de propuestas de diferente naturaleza, cuya viabilidad se ha examinado teniendo en cuenta las características del rechazo, las ventajas e inconvenientes de cada una y la necesidad de recursos.

De los objetivos propuestos en este proyecto, se han alcanzado diversas conclusiones, que se presentan a continuación:

1. Respecto a la caracterización físico-química del rechazo, se toman los valores de la analítica de marzo del 2008 al encontrase la planta de OI en condiciones óptimas de funcionamiento, obteniéndose un alto valor para nitratos (368 mg/l NO3

-), sulfatos (1.835 mg/l) y fluoruros (5,65 mg/l F-). La conductividad tiene un valor de 11.600 µS/cm.

2. Respecto a la caracterización microbiológica, los resultados de coliformes totales y estreptococos han dado resultado negativo.

3. La estimación del caudal de rechazo ha dado como valor medio 12,6 m3/h.

4. La estimación del efecto del rechazo sobre las aguas subterráneas da como resultado que la capa de cobertura del suelo compuesta por diversos materiales proporciona una barrera total y actúa eficazmente como depurador natural. Por lo tanto, la delimitación aproximada de un perímetro de protección no es necesaria.

Respecto a las diversas opciones propuestas para la gestión del rechazo, se ha llevado a cabo una valorización de su posible implantación teniendo en cuenta los costes, la facilidad de aplicación en el enclave geográfico y social, y el beneficio real que cada una de las opciones aportaría a la población local.

Las opciones de gestión rechazadas por diferentes motivos, son las siguientes:

a) Las inyecciones en sondeos profundas, la instalación de una Solar Pond y la extracción de sales por el método de “Sal proc” han sido rechazadas por sus altos costes y su complejidad tecnológica.

Conclusiones

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b) La posibilidad de usar el agua de rechazo como agua de saneamiento para el hospital Bal-La Ahmed Zein no se ha descartado pero no ha podido ser analizada con la profundidad suficiente, ya que no se pudieron obtener los datos necesarios para su diseño. Por este motivo, se propone para un futuro trabajo de campo conseguir un GPS de mayor alcance y recopilar así la información necesaria para diseñar el “bypass” que se precisaría en esta opción.

c) La fabricación de adobe se ha descartado por no ser el rechazo un agua adecuada para el proceso.

d) La cría de peces se descarta por falta de conocimientos sobre fauna piscícola.

e) La evaporación natural en lagunas se ha desechado debido a la lentitud de la evaporación del rechazo, y a que esta medida no traería consigo beneficios adicionales a la población local.

f) Se descarta la construcción de una piscina, a causa de su complejidad técnica y que el rechazo no cumple la norma sanitaria.

g) La construcción del abrevadero se ha descartado porque el agua del rechazo presenta un valor de la salinidad no recomendable para el consumo animal.

Las opciones de gestión consideradas son las siguientes:

a) La cría de plantas. Para esta opción se ha elegido la especie Phragmites Australis, por su tolerancia a los valores de salinidad del rechazo y su existencia natural (previa a esta investigación) en la zona de actuación. Se procedió a la plantación de esta especie en la salida del rechazo. Una visita posterior al terreno y la información recibida por parte de los trabajadores del DHS confirman el éxito de su adaptación al nuevo entorno. Como trabajo futuro se propone la caracterización del agua de rechazo tras el paso por la zona plantada transcurrido más de un año de la primera plantación, para completar un ciclo entero de la planta y poder observar resultados del sistema. En la zona plantada se estudiará la cobertura (área plantada), densidad de tallos (nº tallos/m2), altura (cm), nº hojas (tallo), fonología (tiempo de crecimiento) y ver la evolución del crecimiento de las plantas.

b) La reutilización del rechazo como agua de saneamiento y limpieza de depósitos se plantea viable tanto socialmente como tecnológicamente, y responde a una demanda de la población Saharaui para mejorar su calidad de vida. Se propone para proyectos futuros diseñar un posible recorrido de los camiones por un campamento, calcular la dosis de desinfectante necesario y el coste del proceso (desinfectante, personal, camiones adaptados).

Por todo lo expuesto anteriormente se considera que los objetivos del proyecto han sido cumplidos, ya que ha sido posible proponer alternativas de diferente naturaleza, examinarlas y tomar muestras sobre el terreno, y evaluarlas de acuerdo a la información recabada.

Aunque queda mucho trabajo por hacer en proyectos futuros (como recoger datos adecuados para evaluar la opción de aprovechar el rechazo en el hospital de la zona, evaluar la eficacia depurativa de la plantación realizada, realizar los cálculos para evaluar la viabilidad de emplear el rechazo como agua de limpieza de depósitos…), se considera que se han sentado unas bases muy sólidas para seguir investigando y desarrollar las propuestas sobre el aprovechamiento del rechazo de una planta de ósmosis inversa en los campamentos de refugiados Saharauis de Tindouf (Argelia).

Conclusiones

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Cabe mencionar, además, que el alto grado de aplicabilidad del trabajo realizado, la posibilidad de examinar las opciones sobre el terreno real y, muy especialmente, el contacto con la población local, su modo de vida y sus necesidades reales, han sido especialmente gratificantes y formativos a nivel personal. Por todo lo expuesto, personalmente evalúo de manera muy positiva todo el trabajo realizado.

Bibliografía

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Anexo 1. Proyecto del equipo de OI, agua salobre para consumo

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Anexos. Anexo 1. Proyecto del equipo de ósmosis inversa, agua salobre para consumo

El presente proyecto tiene por objeto el suministro y montaje de una planta de tratamiento de aguas salobres mediante ósmosis inversa, para su posterior utilización en consumo. El volumen a producir es de 1.400 m3/día: 1.200 m3/día de agua osmotizada y 200 m3/día directa.

La planta va destinada a los campamentos de refugiados saharauis en Tindouf (Argelia).

Datos del agua a tratar. Análisis del agua a tratar

PARÁMETROS P 2

pH 7,30

TDS (ppm) 2.462,86

Bicarbonatos (ppm) 166

Nitratos (ppm) 0,1

Cloruros (ppm) 1.028,10

Calcio (ppm) 45,20

Magnesio (ppm) 8

Sodio (ppm)

Potasio (ppm)

Sulfatos (ppm)

Flúor (ppm)

850

53,10

396,10

0,73

Datos hidráulicos Caudal de agua osmotizada 50 m3/h

Volumen de agua osmotizada 1.200 m3/día

Volumen de agua a red 1.400 m3/día

Datos operativos de diseño Temperatura del agua bruta 28º C

Índice de atascamiento (SDI) 3-5

Hierro total < 0,1 p.p.m.

Manganeso < 0,1 p.p.m.

Caso de que la temperatura del agua a tratar sea distinta a la tomada como diseño, el caudal de producción de agua osmotizada aumentará un 3% por cada grado centígrado de aumento de la temperatura del agua bruta, y disminuirá en la misma cuantía cuando sea inferior a la diseñada.

El grado de ensuciamiento (SDI) del agua bruta se ha estimado entre 3 y 5. Este índice será mejorado por el propio pretratamiento que se incluye en este proyecto.


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Si este índice llega a ser en algún momento superior al diseñado, esto traerá consigo una mayor frecuencia en la realización de las limpiezas químicas de las membranas para recuperar el caudal y la presión de funcionamiento.

Características fisicoquímicas esperadas del agua osmotizada al 5º año pH 5,77

Calcio 0,10 p.p.m.

Magnesio 0,02 p.p.m.

Sodio 11,24 p.p.m.

Potasio 0,91 p.p.m.

Bicarbonato 4,84 p.p.m.

Cloruro 14,90 p.p.m.

Nitratos 0,01 p.p.m.

Sulfatos 0,99 p.p.m.

SUM 33,02 p.p.m.

TDS 30,56 p.p.m.

CO2 12,93 p.p.m.

Características del agua a red pH 7,40

Calcio 11,28 p.p.m.

Magnesio 1,16 p.p.m.

Sodio 131,07 p.p.m.

Potasio 8,37 p.p.m.

Bicarbonato 42,06 p.p.m.

Cloruro 160 p.p.m.

Nitratos 0,02 p.p.m.

Sulfatos 57,43 p.p.m.

SUM 411,24 p.p.m.

TDS 390 p.p.m.

CO2 2,62 p.p.m.

Descripción de la línea de tratamiento Dosificación de antiincrustante e hipoclorito sódico

Para evitar en la medida de lo posible la incrustación en las membranas de ósmosis, se dispone de un equipo de dosificación de Permeatreat-391, con bomba dosificadora electromagnética de 2,5 l/h y depósito de PE de 200 l. de capacidad.

Los equipos de dosificación funcionarán en automático, siempre que funcione el bombeo de alta y no se esté realizando un flushing de membranas.

A la salida del agua tratada se dosificará hipoclorito sódico líquido para asegurar la potabilidad bacteriológica del agua a consumo.


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Microfiltración Con objeto de eliminar las partículas pequeñas en suspensión y proteger tanto la

bomba de presión como las membranas del equipo, se colocan dos filtros portacartuchos para 5 micras, equipado con cartuchos recambiables.

La instalación del manómetro situado a la entrada y salida del microfiltro permite saber el grado de atascamiento de los cartuchos y, por tanto, la pérdida de carga, que no deberá ser superior a 1,5 Kg/cm2.

Los cartuchos serán bobinados en PP de 40” de longitud y en nº de 12 por cada portacartuchos.

Equipos de Ósmosis Inversa Tras el pretratamiento, el agua es impulsada a las membranas de ósmosis por un

bombeo de media presión con un caudal total de 67 m3/h a 19 bares.

Este bombeo se realiza por 2 + 1 bomba multicelular vertical, con 30 Kw de potencia marca Grundfos, modelo CRN 32-14.

Las membranas son de tipo TFC fabricadas por Fluid Systems, de las siguientes características:

Tipo de membrana FS-HR

Modelo TFC8822HR

Material de la membrana TFC poliamida.

Configuración de la membrana Arrollamiento en espiral.

Presión máxima de trabajo 600 psi

Rango de pH 2 - 11

Temperatura de operación 0-45º C

Tolerancia a cloro libre < 0,1 p.p.m.

Turbiedad máxima 1 NTU

SDI 3 - 5

Un sistema de lavado-enjuague asegura durante las paradas de la planta de ósmosis que no se depositen sobre las membranas sales incrustantes y productos de acondicionamiento que puedan perjudicarlas.

Todos los equipos descritos van montados en el interior de dos contenedores ISO 20’ que sirven como “nave de tratamiento”.

Automatismos de la planta Todas las plantas de tratamiento de aguas por ósmosis, son totalmente automáti-

cas, y todas llevan los siguientes elementos:

• Autómata preprogramable para gobierno integral de la planta, con capacidad suficiente para integrar otras señales externas a la propia planta (niveles de depósito final, parada mientras regenera un descalcificador, etc).

• Cuadro eléctrico de protección y maniobra con panel de señalización del estado de cada uno de los elementos activos que componen la planta.

• Sistemas de alarmas con señalización óptica (opcionalmente acústicas).

La automatización se extiende tanto al pretratamiento como a los equipos de membranas.


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Especificaciones técnicas Pretratamiento

Dosificación antiincrustante e hipoclorito Nº de unidades 2 + 2 de reserva

Tipo Bomba dosificadora electromagnética

Caudal 2,5 l/h

Presión 10 bar

Depósito 200 l.

Fluido a dosificar Permeatreat 391 e hipoclorito sódico

Tipo de funcionamiento Automático con bombeo de alta

Microfiltración Nº de unidades 2

Tipo Cartuchos

Material carcasa PVC

P. trabajo 6 kg/cm2

Luz de malla 5 micras

Material cartucho PP

Longitud cartucho 40”

Nº de cartucho 2 x 12

Q máximo 72 m3/h

Equipo de ósmosis Bombeo alimentación

Nº de bombas 2 + 1

Modelo CRN 32 – 14


Presión 19 bar.

Potencia 30 Kw

Tensión eléctrica 380 V / 220 V

Arranque Suave

Tipo Multicelular vertical

Colector de alta Inox. AISI 304

Equipo de módulos de ósmosis Nº de etapas 2

Nº de módulos 12

Nº de membranas 3 por módulo

Nº total de membranas 36

Fabricante Fluid systems

Modelo TFC8822HR

SDI en aportación 3-5

Temperatura de diseño 28º C

TDS en producción 31 p.p.m.


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TDS en aportación 2.463 p.p.m.

Presión en aportación a los 5 años 18,6 Kg/cm2

Caudal de alimentación 66,7 m3/h

Caudal de producción 50 m3/h

Conversión 75 %

Conversión total 77,8 %

Sistema de flushing Nº de bombas 1

Modelo CRN 32 – 3


Presión 4 bar.

Potencia 5,5 Kw

Tensión eléctrica 380 V / 220 V

Arranque Suave

Tipo Multicelular vertical

Colector de alta Inox. AISI 304

Depósito flushing 2 x 1.000 litros

Instrumentación Conductividad

Nº de equipos 2

Localización Agua bruta y permeado

Marca EMEC

Modelo JCD

Rango 0 – 20 mS/cm y 0 – 2000 microsiemens/cm

Salidas 2 contactos de alarma

Presostatos Nº de equipos 2

Localización Aspiración-Impulsión bombeo alta

Marca DANFOSS

Modelo RT 117

Rango 0 – 10 bar y 0 – 25 bar

Salidas 2 contactos

Anexo 2. Planos de la planta de OI

42

Anexo 2. Planos de la planta de ósmosis inversa

Plano de la planta de ósmosis inversa


43

Plano del bombeo


44

Plano de los colectores 1


45

Plano de los colectores 2


46

Plano de entrada y del flushing


47

Plano de la estructura de los tubos


48

Plano del flushing y de las bombas


49

Plano del panel de control


50

Plano de las vistas isométricas de las bombas


51

Plano de las vistas isométricas de la planta de ósmosis inversa

Anexo 3. Fichas técnicas de los pozos SA-10 y SA-11

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SA-10

OTROS NOMBRES

UBICACIÓN Planta de ósmosis de Smara (cerca de 9 de Junio)

COORDENADAS

GEOGRÁFICAS N 27º 27' 43"

W 7º 59' 1.03"

U.T.M. X: 600432,3723

Y: 3038054,8134

ALTITUD (m.s.n.m) 386

CONSTRUCCIÓN 05/03-06/03 PROFUNDIDAD (m) 100

EXPLOTACIÓN 13/02/2004 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA

Si

FUNCIONAMIENTO Si

2005

USOS Smara, 27 de Febrero, Ministerios y Hospital militar

CAUDAL 7 PROFUNDIDAD BOMBA (m) 7

ENERGÍA Generador eléctrico

NIVEL ESTÁTICO (m) 24,21

NIVEL DINÁMICO (m) 34,5

ANALÍTICAS DISPONIBLES

2004

COMENTARIOS

Planta de ósmosis inversa y laboratorio instalados aquí (Marzo 2005).

Tiene tres depósitos de 240 m3, de agua bruta, tratada y otro cerca de Smara, a donde el agua va por tubería de PVC, 20 Km por gravedad.

2006_ Sondeos eléctricos verticales 2008_Está sin bomba


53

SA-11

OTROS NOMBRES

UBICACIÓN Planta de ósmosis de Smara (a 1km de SA_10)

COORDENADAS

GEOGRÁFICAS N

W

U.T.M. X: 600530

Y: 3038216

ALTITUD (m.s.n.m) 426

CONSTRUCCIÓN 2006 PROFUNDIDAD (m) 92 aprox

EXPLOTACIÓN 2006 COLUMNA ESTRATIGRÁFICA

Si

FUNCIONAMIENTO Si

2008

USOS Abastecimiento de Smara, 27 Febrero y 9 de Junio

CAUDAL (l/s) 20 PROFUNDIDAD BOMBA (m) 68

ENERGÍA NIVEL ESTÁTICO (m) 21.50

NIVEL DINÁMICO (m) 33.10

ANALíTICAS DISPONIBLES

2008

COMENTARIOS

Anexo 4. Informes de los análisis realizados sobre el agua de rechazo

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Muestra 1. Fecha: 21 diciembre de 2007.


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Muestra 2. Fecha: 28 marzo de 2008.


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64

Anexo 5. Fitodepuración mediante Phragmites australis

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Anexo 5. Fitodepuración mediante Phragmites australis La siguiente información se ha recopilado de los diversos capítulos del Manual

de fitodepuración, filtros de macrófitas en flotación [Fernández et al., 2005].

Por fitodepuración se entiende la reducción o eliminación de contaminantes de las aguas residuales, por medio de una serie de complejos procesos biológicos y fisicoquímicos en los que participan las plantas del propio ecosistema acuático. La fitodepuración ocurre naturalmente en los ecosistemas que reciben aguas contaminadas y, junto a la denominada autodepuración de las aguas, ha sido el procedimiento clásico de recuperación de la calidad del agua. Este proceso ocurre tanto en humedales naturales como artificiales.

Los humedales presentan las siguientes ventajas:

� Muy sencillo funcionamiento

� No generan lodos ya que la materia orgánica se mineraliza totalmente

� Bajos costes de construcción, energía y explotación

� Sencillez de mantenimiento, aunque precisan un adecuado seguimiento

� Son sistemas flexibles y poco susceptibles a cambios en caudales y carga del influente

� La biomasa vegetal actúa como aislante del sedimento, lo que asegura una intensa actividad microbiana en todas las estaciones del año

� No generan olores, integrándose extremadamente bien con el paisaje. No suelen aparecer problemas de moscas y mosquitos si no se deja emerger la capa de agua

� Incrementan la diversidad ambiental de la zona con la creación de un hábitat para la fauna

� Los subproductos que se obtienen pueden ser de utilidad para la comunidad.

En cuanto a los inconvenientes, los más importantes son:

� Los criterios de diseño y funcionamiento no son suficientemente conocidos

� Desconocimiento de un pequeño porcentaje de los procesos biológicos e hidrológicos que intervienen

� Necesidad de dos o tres estaciones de crecimiento de las plantas para llegar al máximo rendimiento

� Pérdidas de caudal por evapotranspiración con aumento de la salinidad del efluente.

Desde el punto de vista botánico, el termino macrófita se aplica a cualquier vegetal que es visible a simple vista (herbáceas, arbustos, arboles), por ello los vegetales de talla visible que crecen en los humedales se denominan macrófitas acuáticas, término que desde un punto de vista amplio englobaría plantas acuáticas vasculares (angiospermas y helechos), musgos acuáticos y grandes algas. Hay que señalar que debido a que los vegetales que predominan en los humedales son angiospermas (plantas con semillas), a menudo se aplica el término macrófita de modo restrictivo, esto es, para referirse únicamente a las plantas acuáticas con semilla.

En los humedales se puede encontrar diferentes tipos de plantas, entre ellos las plantas anfibias (emergentes), son aquellas que tienen parte de su estructura vegetativa dentro del agua, y otra parte fuera de ésta. La función primaria de éstas en los humedales es la de actuar de filtro para mejorar los procesos de flotación y sedimentación. Otras funciones son la de servir de soporte de microorganismos (por


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desarrollo de una gran superficie de órganos sumergidos), oxigenar el agua circundante en la rizosfera, extraer nutrientes (que redunda en la disminución de la carga contaminante), sombrear el agua (que evita el crecimiento de las algas), actuar de barrera cortaviento (que facilita la estabilización del agua) y aislar térmicamente el agua.

El efluente, normalmente después de recibir un pretratamiento, pasa a través del humedal durante un tiempo de retención. El efluente es depurado a través de varios procesos físico-químicos y bacteriológicos. El oxígeno necesario para estos procesos es suministrado por las propias plantas, que forman por fotosíntesis o toman del aire e inyectan hasta la zona radicular. La transferencia de oxigeno hacia la zona radicular por parte de estas plantas acuáticas es un requisito imprescindible para que la eliminación microbiana de algunos contaminantes se realice con eficacia, estimulando además la degradación de materia orgánica y el crecimiento de bacterias nitrificantes. Los mecanismos que tienen lugar para la depuración de contaminantes constituyen una gran variedad de procesos físicos, químicos y biológicos.

Las plantas juegan un papel fundamental en estos sistemas siendo sus principales funciones:

� Airear el sistema radicular y facilitar oxígeno a los microorganismos que viven en la rizosfera

� Absorción de nutrientes (nitrógeno y fósforo)

� Eliminación de contaminantes asimilándolos directamente en sus tejidos

� Filtración de los sólidos a través del entramado que forma su sistema radicular.

Como ventajas generales de los sistemas de depuración que utilizan plantas acuáticas se pueden enumerar las siguientes:

� Sistemas naturales totalmente respetuosos e integrados con el medio ambiente, que eliminan sólidos en suspensión, materia orgánica, elementos eutrofizantes y microorganismos patógenos

� Coste de la instalación muy inferior al de una depuración convencional

� Mantenimiento sencillo, con bajo coste y reducido o nulo consumo de energía

� Una vez fijadas, las plantas comenzarán de inmediato su acción depuradora. Sin embargo, el funcionamiento con eficacia plena lo alcanzarán al cabo de un año, aunque en climas tropicales el proceso es más rápido.

La biomasa recolectada tiene las siguientes aplicaciones:

� Como forraje para alimentación de ganado

� Como combustible

� Para la producción de compost para enmienda de tierras y fertilización

� Para industrias de artesanía local que utilicen juncos.

Los helófitos más usados en depuración son Typha, Scirpus, Phragmites y Carex [Martin, 2008]. El que se ha encontrado en la zona de actuación es carrizo o Phragmites australis.


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Características del Phragmites australis

El Phragmites australis es una planta acuática perteneciente a la familia de las gramíneas (Poaceae), cuyas características morfológicas recuerdan a la caña común (Arundo donax), que es una planta terrestre muy conocida. La diferencia más notable entre ambas es la de la condición de planta acuática helófita del carrizo. Como las eneas, el carrizo crece en zonas inundadas con el sistema radicular arraigado en fango o fondo del humedal, y desarrolla una estructura vegetativa emergente por encima de la lámina de agua. Según algunos autores el carrizo es la especie vegetal de mayor distribución conocida a nivel mundial de entre todas las plantas superiores. Se encuentra en todos los continentes, excepto la Antártida, siendo muy común en cursos de agua (ya sea como acuática o como marginal), formando típicamente cinturones continuos a lo largo del cauce; también es muy corriente en humedales, marismas, y otros espacios inundados, pudiendo vivir en medios muy alterados, tanto alcalinos como ácidos.

Es una planta herbácea perenne, erecta, muy robusta, que puede alcanzar más de 3 m de altura, de hábito es similar al de la caña común y los bambús. En la parte subterránea de la planta se desarrollan rizomas leñosos, escamosos y nudosos, y largos estolones. El tallo aéreo del carrizo es generalmente simple, y como en todas las gramíneas, está formado por una sucesión de nudos y entrenudos perfectamente diferenciados que conforman la “caña” de la planta. Sin embargo, estos nudos no son visibles ya que están cubiertos por las vainas de las hojas. Las hojas son enteras, largas (20-70 cm de longitud), estrechas (1-5 cm de anchura), agudas y de color verde grisáceo durante la etapa de crecimiento vegetativo. En el extremo del tallo se desarrolla una panícula, más bien laxa, y a menudo, de color púrpura, en la que se sitúan las flores, inconspicuas, organizadas en espiguillas. La organización en espiguillas sigue un patrón similar al de otras gramíneas, la espiguilla consta de unas piezas membranáceas, llamadas glumas (2 por espiguilla), lema y pálea; en el carrizo las glumas son glabras, mientras que en la caña común están cubiertas de pelos suaves, visibles a simple vista.

La especie muestra una gran variabilidad fenotípica, que puede relacionarse con la variación en el número cromosómico y con el desarrollo adaptativo de diferentes clones. Así pues, hay clones de pequeña talla y otros clones que tienen gran talla (carrizos gigantes). A este respecto, hay autores que reconocen dos diferentes variedades botánicas para los tipos morfológicos de talla gigante (P. australis variedad gigantea) y de morfología fina (P. australis variedad flavescens), que pueden relacionarse con el nivel de ploidia. También se ha observado que diferentes clones tienen diferente tolerancia a la salinidad. Así por ejemplo, los clones españoles del área mediterránea son más tolerantes que los daneses. A este respecto hay que indicar que hay dos mecanismos responsables de su tolerancia a la salinidad, que son el ajuste catiónico y la disminución del contenido en humedad de la planta que contribuye al ajuste osmótico. En cuanto al número cromosómico hay que indicar que el carrizo presenta un amplio rango de euploidia (de 3n a 12n), y así por ejemplo, los tetraploides dominan entre los carrizos que crecen de modo natural en Europa, mientras que los octoploides predominan en Asia. Algunos estudios indican que los tetraploides se adaptan mejor a ambientes salinos que los octoploides.

Ciclo de desarrollo

El carrizo es una planta herbácea perenne gracias al carácter perenne de sus rizomas, pero el ciclo de desarrollo de la planta es anual, como ocurre en las eneas. La brotación a partir del los rizomas se produce hacia el mes de abril, dando lugar al desarrollo de un vástago muy vigoroso, erecto, que crece rápidamente.


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Aproximadamente, entre julio y septiembre se produce la floración, seguida de la formación de semilla (agosto-septiembre). En invierno (noviembre- enero) ocurre la diseminación de las semillas, en la siguiente primavera comienza un nuevo ciclo con la brotación, desde los rizomas, de nuevos vástagos.

La mayoría de las semillas producidas por la planta del carrizo no son viables, pero en la naturaleza, la colonización de nuevos ambientes ocurre fundamentalmente por la diseminación de las semillas. La germinación se produce cuando hay temperatura favorable (alrededor de 20 ºC) y fluctuación de temperaturas entre el día y la noche (> 10ºC), circunstancias que se producen en primavera. Las plántulas no toleran la inundación permanente (> 4 cm de altura de agua), razón a la que se atribuye el que la nueva colonia comience por el borde del humedal. Una vez establecido el carrizo, su propagación queda asegurada vegetativamente gracias a los rizomas. En su hábitad natural, la sucesión de ciclos de desarrollo por propagación vegetativa facilita el avance estable del carrizal a lo largo de los márgenes del humedal o del cauce del curso de agua, trazando los límites del área húmeda a modo de franja homogénea, uniforme y densa, de vegetación monoespecífica, generalmente sin espacios abiertos en su interior. En los carrizales más densos se pueden llegar a contabilizar de hasta 200 a 300 cañas por m2.

Aplicación

El carrizo se desarrolla bien tanto en aguas no contaminadas como en aguas alteradas de naturaleza orgánica, alcalina o salina. En aguas no contaminadas su crecimiento es mayor, pero en estos medios resulta frecuentemente desplazado por otras especies más competitivas. Sin embargo, su gran tolerancia a medios alterados hace que desplace muy eficazmente otras especies y que se extienda rápidamente. En función del lugar de que se trate, el incremento en las poblaciones de carrizo puede ser preocupante, por lo que llega a ser considerado como una especie invasiva no deseable. Su expansión se relaciona con el incremento en la contaminación mineral de las aguas (especialmente, nitratos), y el aumento de su salinidad.

Existen numerosos trabajos de investigación sobre el carrizo, que indican que la tolerancia a distintos parámetros de contaminación es muy amplia, pudiendo además relacionarse con las características particulares del ecotipo. Hay estudios que refieren valores para el influente del orden de 500 mg O2 /l de DBO5, 60 mg/ de N total, 20 mg/l de N-NH4 y 14 mg/l de fósforo. Con respecto a la tolerancia a la salinidad, se han realizado estudios de salinidad de 0 a 30 , siendo con un valor del 15 cuando el crecimiento se empieza a ver inhibido por las sales [Lissner et al. 1999]

El carrizo se utiliza como helófita en los humedales artificiales de flujo superficial y sub-superficial de manera prácticamente generalizada, porque es una planta muy rústica, polimorfa, con amplia variedad entre ecotipos. En los sistemas de flujo superficial tiene la ventaja sobre las eneas de que sus rizomas penetran verticalmente, y más profundamente, en el sustrato o fango del humedad, con lo que el efecto oxigenador por liberación de oxigeno desde los rizomas es potencialmente mayor.

La productividad del carrizo varia ampliamente entre los diferentes ecotipos: se indican cifras superiores a 50 t de peso por ha y año, en donde aproximadamente el 44% corresponde a la biomasa aérea. La capacidad de extracción de nutrientes puede estimarse en función de la composición de sus tejidos; la biomasa aérea contiene


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aproximadamente 1,1 % de nitrógeno y 0,12% de fosforo, y la subterránea 1.0 % N y 0,15 % fósforo.

Técnicas de manejo de los humedales artificiales

a) Implantación

La implantación del carrizo en los humedales artificiales se efectúa usualmente por propagación vegetativa. Debido a que hay diferencias de comportamiento entre poblaciones de la especie, se recomienda que el material vegetal se obtenga a partir de poblaciones naturales de la zona, a fin de asegurar su adaptación al lugar. Los rizomas se fraccionan convenientemente (que tengan varias yemas) y se implantan en el sustrato o fango del humedal en primavera.

Para la propagación por semilla hay que tener en cuenta que gran parte de las semillas que produce la planta no son viables. Aquellas que sí lo son, germinan en aproximadamente 5 días en condiciones de humedad a 20-24 ºC. Las plántulas, para desarrollarse requieren condiciones de humedad permanente sin que la lámina de agua tenga más de 4 cm de altura.

b) Accidentes, plagas y enfermedades

El éxito alcanzado por el carrizo en cuanto su área de distribución (tiene el honor de ser la angiosperma de distribución más amplia) indica que en general es una especie muy rústica, de fácil implantación, con pocas exigencias, y poco susceptible a accidentes, plagas y enfermedades. Hay que indicar que en la actualidad, y en poblaciones naturales, se observan dos tendencias opuestas, por una parte la expansión del carrizo como una planta invasiva como consecuencia de la alteración del medio natural (contaminación, cambios del régimen hidrológico, incremento de la salinidad, eutrofización..), y por otra, el retroceso de poblaciones asentadas o “die-back” del Phragmites, que se atribuye a una conjunción de efectos negativos, como pueden ser la destrucción mecánica, la inundación excesiva, fitotoxicidad, metalogénesis y la calidad del agua. Sin embargo, estos problemas no son normales en los humedales artificiales.

En los carrizos implantados en humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales, no es corriente la ocurrencia de accidentes, plagas y enfermedades. Como accidentes, sólo hay que mencionar el encamado de plantas adultas, que son poco resistentes al vuelco o rotura por efecto del viento o de bruscos cambios de la corriente del agua (oleaje), pero este accidente no compromete la continuidad del carrizal, que persiste gracias a los rizomas. Y con respecto a las plagas, caben citar los insectos taladradores del tallo o de los rizomas, y áfidos, aunque estas plagas son muy poco frecuentes y sus daños muy ocasionales.

c) Cosecha

Al igual que la enea, el carrizo es una planta que produce biomasa que se cosecha periódicamente y se retira del humedal para que no ocurra reciclado de nutrientes al humedal ni incremento de materia orgánica en el sistema. Aproximadamente, la época en la que los rizomas tienen menos reservas es hacia finales de julio, por lo que si se efectúa la siega de la biomasa aérea, el vigor del carrizal se verá afectado. En épocas más tardías, (de agosto en adelante, y antes de la brotación) ya no es probable que el corte comprometa el crecimiento de la planta.

Estudio del aprovechamiento del rechazo de una planta de...

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