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I INDICE GENERAL Contenido 1 EL PROBLEMA ............................................................................................................ 1 1.1 Planteamiento del Problema ................................................................................... 1 1.2 Ubicación del problema en un contexto ................................................................. 3 1.2.1 Características del sistema de tratamiento ..................................................... 10 1.3 Situación Conflicto ............................................................................................... 11 1.4 Causas del Problema, Consecuencia ..................................................................... 12 1.5 Delimitación del Problema ................................................................................... 13 1.6 Formulación del Problema .................................................................................... 14 1.7 Evaluación del Problema ...................................................................................... 14 1.8 Objetivos ............................................................................................................... 17 1.8.1 Objetivo General............................................................................................ 17 1.8.2 Objetivos Específicos .................................................................................... 17 1.8.3 Alcances del problema................................................................................... 18 2 MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 23 2.1 Aguas Residuales .................................................................................................. 23 2.1.1 Qué son las Aguas Residuales ....................................................................... 23 2.1.2 Parametros ..................................................................................................... 26 2.2 Tratamientos de Aguas residuales. ....................................................................... 26 2.2.1 Tipos de tratamientos en lagunas de Estabilización ...................................... 26 2.2.2 Clasificación de tratamientos ........................................................................ 33 2.3 Lagunas de tratamientos ....................................................................................... 35 2.3.1 Qué es una laguna de tratamiento .................................................................. 35 2.3.2 Clases de Lagunas ......................................................................................... 36 2.3.3 Ventajas y Desventajas de las Lagunas de Tratamiento ............................... 43
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I
INDICE GENERAL
Contenido
1 EL PROBLEMA ............................................................................................................ 1
1.1 Planteamiento del Problema ................................................................................... 1
1.2 Ubicación del problema en un contexto ................................................................. 3
1.2.1 Características del sistema de tratamiento ..................................................... 10
1.3 Situación Conflicto ............................................................................................... 11
1.4 Causas del Problema, Consecuencia ..................................................................... 12
1.5 Delimitación del Problema ................................................................................... 13
1.6 Formulación del Problema .................................................................................... 14
1.7 Evaluación del Problema ...................................................................................... 14
1.8 Objetivos ............................................................................................................... 17
1.8.1 Objetivo General............................................................................................ 17
1.8.2 Objetivos Específicos .................................................................................... 17
1.8.3 Alcances del problema................................................................................... 18
2 MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 23
2.1 Aguas Residuales .................................................................................................. 23
2.1.1 Qué son las Aguas Residuales ....................................................................... 23
2.1.2 Parametros ..................................................................................................... 26
2.2 Tratamientos de Aguas residuales. ....................................................................... 26
2.2.1 Tipos de tratamientos en lagunas de Estabilización ...................................... 26
2.2.2 Clasificación de tratamientos ........................................................................ 33
2.3 Lagunas de tratamientos ....................................................................................... 35
2.3.1 Qué es una laguna de tratamiento .................................................................. 35
2.3.2 Clases de Lagunas ......................................................................................... 36
2.3.3 Ventajas y Desventajas de las Lagunas de Tratamiento ............................... 43
II
2.4 Eficiencia de las lagunas ....................................................................................... 44
2.4.1 Eficiencia en el tratamiento ........................................................................... 44
2.4.2 Eficiencia hidráulica ...................................................................................... 45
2.5 Definición de Hipótesis ........................................................................................ 46
3 MARCO METODOLÓGICO ...................................................................................... 48
3.1 Metodología de la Investigación.- ........................................................................ 49
3.2 Materiales de la Investigación .............................................................................. 49
3.3 Diseño del Experimento ........................................................................................ 50
3.4 Logística General .................................................................................................. 52
3.5 Métodos para sustentación de los objetivos específicos. ...................................... 53
3.5.1 Recolección de información y programa de monitoreo ................................ 54
4 RESULTADOS ............................................................................................................ 57
4.1 Presentación de Resultados ................................................................................... 57
4.1.1 Datos del Efluente de las Lagunas - Registro INTERAGUA ....................... 57
4.1.2 Datos del Afluente y Efluente del Experimento ............................................ 57
4.1.3 Datos del Experimento – Resultados del Laboratorio. .................................. 57
4.2 Discusión de Resultados ....................................................................................... 58
4.2.1 Eficiencia Hidráulica ..................................................................................... 59
4.2.2 Eficiencia Hidráulica vs Eficiencia de Remoción ......................................... 62
4.2.3 Grado de Contaminación. .............................................................................. 63
4.2.4 Operatividad de la Hipótesis.......................................................................... 65
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 66
5.1.1 Conclusiones de la hipotesis .......................................................................... 66
5.1.2 Conclusión de los objetivos ........................................................................... 67
5.1.3 Recomendaciones .......................................................................................... 68
III
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Datos del sistema de tratamiento ........................................................................... 10
Tabla 2. Datos de laboratorio .............................................................................................. 57
Tabla 3. Efluente simulador................................................................................................. 58
Tabla 4. Resultados de la eficiencia hidráulica ................................................................... 65
IV
INDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Causas y consecuencias de las descargas ........................................................... 12
Cuadro 2. Diferencia entre eficiencia hidráulica y remoción .............................................. 62
V
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1. Ubicación en el plano de Guayaquil - Urbanización Las Orquídeas. .................. 1
Gráfico 2. Infraestructura Sanitaria - Las Orquideas ............................................................. 4
Gráfico 3. Representación de las 2 lagunas que realizan el tratamiento de aguas residuales.
............................................................................................................................................. 10
Gráfico 4. Corte representativo de las Lagunas Las Orquídeas .......................................... 11
Gráfico 5. Canal de descarga Los Vergeles ......................................................................... 11
Gráfico 6. Vista aérea sector las Orquídeas ......................................................................... 19
Gráfico 7. Canal receptor de los Vergeles ........................................................................... 19
Gráfico 8. Vista general de las lagunas, Canal de Los Vergeles. ........................................ 19
Gráfico 9. Descarga de efluentes de la lagua Las Orquídeas. ............................................. 21
Gráfico 10. Receptor de descarga con destino en el Rio Guayas. ....................................... 21
Gráfico 11. Simbiosis alga bacteria ..................................................................................... 28
Gráfico 12. Variación entre Oxigeno y PH ......................................................................... 30
Gráfico 13. Tipos de tratamientos ....................................................................................... 35
Gráfico 14. Modelaje de los tipos de lagunas ...................................................................... 36
Gráfico 15. Mecanismo asociados a la depuración en lagunas facultativas. ....................... 42
Gráfico 16. Resultados del efluente del similador ............................................................... 59
Gráfico 17. Parámetro coliformes fecales ........................................................................... 60
VI
INDICE DE ESQUEMAS
Esquema 1. Proceso de la formulación de la hipótesis ........................................................ 47
Esquema 2. Proceso de los resultados ................................................................................. 48
Esquema 3. Aproximado del sistema de tratamiento .......................................................... 52
1
INTRODUCCIÓN
En las últimas décadas Guayaquil ha experimentado un gran crecimiento urbano,
tal como lo demuestran las respectivas estadísticas que se analizarán en capítulos
posteriores, esta condición motiva que la ciudad enfrente problemas tales como el
tratamiento de sus aguas residuales domésticas e industriales; en la mayoría de los
casos, las aguas residuales de Guayaquil han sido descargadas a cuerpos de agua (Río
Daule o Río Guayas) los cuales han sido utilizados como cuerpos receptores por muchos
años debido a sus grandes caudales; sin embargo, el mencionado crecimiento de la ciudad
pone en duda respecto a la capacidad que tendrán estos cuerpos de aguas a través del
tiempo, lo que hace imprescindible que los sistemas de tratamiento de agua que tiene la
ciudad sean eficientes.
En la actualidad, gran parte del caudal de aguas residuales que genera Guayaquil,
aproximadamente el 70%, se descarga al cuerpo de agua mediante emisario subfluvial
Pradera y previo Pre Tratamiento en las estaciones denominadas El Progreso (al norte) y,
Las Esclusas (al sur); el restante 30% es descargado de la misma forma mediante emisario
previo tratamiento mediante Sistema de Lagunas de Estabilización, tales como Alborada –
Sauces, Guayacanes – Samanes, Las Orquídeas, Mi Lote y Mucho Lote que, para el caso
de la Laguna Guayacanes Samanes, se transformó en una Laguna Aireada con la finalidad
de aumentar su capacidad de tratamiento.
Las Lagunas de Estabilización Las Orquídeas, recibe las aguas residuales
provenientes de la Urbanización del mismo nombre, la cual corresponde a una
2
urbanización creada desde los años 80 para suplir demanda de vivienda en Guayaquil,
generando la posibilidad de techo a numerosas familias de clase media provenientes de
asentamientos informales de la ciudad y fuera de ella; esta urbanización en la actualidad,
de clase media, ha permitido el desarrollo de la población estimada en 19.000 habitantes.
La Urbanización “Las Orquídeas” cuenta con la infraestructura para la recolección
y tratamiento de las aguas residuales mediante lagunas como fue mencionado; no obstante,
se desconoce la eficiencia hidráulica de las lagunas de tratamiento y la implicación que
esta eficiencia genera sobre la remoción de la carga orgánica, tal es el caso de la Demanda
Bioquímica de Oxígeno.
En su origen, las Lagunas Las Orquídeas se implantaban lejos de la población
urbana, con la proliferación de asentamientos urbanos en sectores aledaños, estos
asentamientos se fueron, poco a poco, acercando al área de Lagunas con lo cual se torna
indispensable realizar una correcta operación de esta infraestructura sanitaria a efectos de
minimizar el impacto que puede generar esta operación sobre las población asentada en sus
alrededores. La anterior condición prácticamente obliga a las instancias públicas
encargadas de la operatividad y manejo a tomar acciones con la finalidad de maximizar la
eficiencia de las mismas. La situación se agrava en la medida que el efluente de las
Lagunas Las Orquídeas es descargado a un canal denominado “Los Vergeles”, que cruza
el asentamiento popular densamente poblado de este mismo nombre, para descargar
finalmente al río Guayas; por tanto, se vuelve más importante una operación eficiente para
lograr las mejores remociones de contaminación considerando el recorrido a través de
centros poblados que genera el efluente tratado de las lagunas.
3
Respecto a esta maximización de la eficiencia en la operación de Sistemas de
Tratamiento, según Benefield et al., 1984 indica que cuando se ha finalizado el diseño de
todas las etapas de una planta de tratamiento de aguas residuales, se debe determinar el
número y tamaño de cada uno de los procesos unitarios, para lo cual debe emplearse el
diseño hidráulico y así conseguir un arreglo espacial adecuado.
Horváth, 1994 por su parte indica que es importante hacer un adecuado control de
la velocidad del flujo, con lo cual se asegura que no habrá sedimentación de sólidos en los
conductos interconectados de la planta, para cualquier condición de flujo.
A su vez, sobre el mismo tema Hulshoff y Lettinga, 1984 proponen que los
reactores aerobios y anaerobios han sido ampliamente usados para el tratamiento de aguas
residuales, de baja y alta carga orgánica, de naturaleza soluble y compleja. La operación de
estos se basa en la actividad auto regulada de diferentes grupos de bacterias que degradan
la materia orgánica y se desarrollan de manera continua, formando un lodo biológicamente
activo dentro del reactor, siempre y cuando en el interior se haga un buen contacto con el
agua residual y un tiempo de permanencia suficiente para alcanzar una alta eficiencia en la
remoción del material orgánico biodegradable.
Por lo expuesto, la presente tesis pretende investigar sobre un parámetro que está
directamente relacionado con la operación de una Laguna, esto es la eficiencia hidráulica,
para lo cual se determinará su tiempo de retención mediante el uso de pruebas piloto de
laboratorio; luego, se relacionará con la eficiencia en la remoción de parámetros de calidad
de aguas, tales como la Demanda Bioquímica de Oxígeno y definir, por último, el tiempo
4
de retención con lo cual se logren los mismos valores a escala real y escala de laboratorio
de DBO5.
Por tanto, este trabajo de tesis se enmarcará en los siguientes enfoques principales:
I) Revisión de resultados de calidad de agua afluente y efluente,
II) Prueba de laboratorio a diferentes tiempos de retención,
III) Análisis y discusión de resultados y
IV) Diseño de medidas ambientales de mejoramiento.
1
CAPÍTULO I
1 EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El sector en estudio está ubicado al norte de la Ciudad de Guayaquil, las lagunas de
tratamiento recogen las aguas servidas del programa habitacional denominado
“Orquídeas’’ del cual podemos apreciar la gráfica en la parte inferior del texto.
El sector en estudio está ubicado al norte de la Ciudad de Guayaquil, las lagunas de
tratamiento recogen las aguas servidas del programa habitacional denominado “Orquídeas”
Gráfico 1. Ubicación en el plano de Guayaquil - Urbanización Las Orquídeas.
Urbanización Las Orquídeas
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La urbanización cuenta con todos los servicios básicos a que tiene derecho todo ser
humano, entre estos recolección , garantizando de esta manera la calidad de agua que
finalmente se envían a una canal de descarga y posterior al estuario Guayas; no obstante,
es conocido que el principal problema en los sistemas de las lagunas de estabilización
radica en la eficiencia hidráulica, la cual está gobernada entre otros factores por las
condiciones de ubicación de estructuras de entrada y salida, diferenciales de densidad en la
masa de agua, condiciones geométricas de las lagunas, etc.; razón por la cual, se presenta
la probabilidad de que la eficiencia hidráulica esté afectando la eficiencia del tratamiento
de las lagunas.
Como todo programa habitacional cumple con la dotación de servicios de
infraestructura entre ellos los que se encargan de la depuración de las aguas servidas de
este sector que finalmente son recogidas por las lagunas de tratamiento que llevan el
nombre de la urbanización, garantizando de esta manera el cumplimiento de tener un
sistema de tratamiento de aguas residuales que posterior a su tratamiento son vertidas a un
canal de descarga y su descarga final al rio Guayas; no obstante es conocido que uno de los
principales problemas del sistema de tratamiento con la cuenta la urbanización radica en la
eficiencia hidráulica de las lagunas, mucho son los factores que inciden en definir si estas
cumplen con la finalidad de realizar la depuración final de las aguas domesticas que son
vertidas en su interior, otro elemento que sustenta que las lagunas no cumplen en su
totalidad con su eficiencia hidráulica, es el estudio realizado por la ESPOL- UNO en la
que indica que en la construcción no se cumplió con el diseño de los planos originales, por
dar un ejemplo los diques no tienen un núcleo de arcilla y una capa de cascajo
compactado, por lo que en la actualidad el dique de contención central ha cedido y se
mezclan las aguas de las dos lagunas, la pendiente del talud es 1:1.5 (V:H).
3
Por lo expuesto, se considera importante realizar el presente trabajo de
investigación que tiene como fundamento aportar al desarrollo analizando la problemática
antes planteada en la búsqueda de soluciones factibles de ser aplicadas bajo el entorno en
que se desarrolla la operación del sistema.
1.2 UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO
El sistema para la depuración de aguas residuales domésticas que lleva el nombre
de la urbanización a la que sirve, fue construido en el año 1991, inicialmente este conjunto
de lagunas era operado por la compañía promotora de la ciudadela, pero en la actualidad
quien se encarga de su operación y mantenimiento es la concesionaria de servicios
INTERAGUA, su ubicación está a 2,5 Km al este de la ciudadela “Las Orquídeas” en la
zona norte de la ciudad, su posición geográfica es 2°05´9.1” S, 79°53´40,6” W, colinda al
norte con terrenos no ocupados, al sur con el canal de Los Vergeles y asentamiento
informal Los Vergeles, al este con asentamientos populares Vergeles y el río Daule, y al
oeste con la ciudadela Las Orquídeas, la estación meteorológica más cercana se encuentra
en el aeropuerto José Joaquín de Olmedo.
Consiste en dos lagunas de estabilización donde el afluente llega a las lagunas a
través de una tubería de impulsión de 300mm de diámetro desde la estación de bombeo
que se encuentra a la entrada de la ciudadela las “Orquideas”.
4
Gráfico 2. Infraestructura Sanitaria - Las Orquideas
Los movimientos de las masas poblacionales, dan origen al crecimiento
desordenado de las ciudades y esto conlleva a las autoridades gubernamentales y
seccionales, más aún ahora que las competencias de los servicios básicos y técnicos han
recaído en los municipios o también llamados entes seccionales, quienes se ven obligados
a realizar cambios sustanciales en la búsqueda del mejoramiento en la calidad de los
servicios, entre ellos: Manejo, distribución y depuramiento de los desechos sólidos
vertidos en su mayoría desde los retretes de las viviendas de la ciudad en la que se
incluyen también aguas domésticas e industriales, obligando a los ciudadanos a insertarse
dentro de este proceso como un elemento importante para la solución de este problema. Es
evidente que mientras más crece la ciudad los problemas son mayores y se incrementa la
labor y el desarrollo de tecnologías que aceleren el proceso y depuración de aguas
residuales que finalmente son vertidas a los cauces primarios.
Ubicación de las lagunas
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Es importante puntualizar, que durante muchos años las sociedades o poblaciones
han utilizado a las vertientes de agua entre ellos lagunas, esteros, como solución a las
descargas sanitarias y se pensó que estos tenían la capacidad de depurar de manera
inmediata estas descargas orgánicas; dentro de este contexto podemos mencionar que los
más vulnerados han sido los ríos, porque los asentamientos poblacionales siempre se han
dado alrededor de una fuente acuífera, entre ellos los ríos. Estos han sido utilizados como
cloaca a tal punto que han recibido toda las descargas orgánicas de las poblaciones
aledañas, si bien es cierto que estos tienen esa capacidad de depurar los componentes
orgánicos, no es menos cierto que estos los hacen de una manera muy lenta, y debido a la
gran demanda de estos componentes en las ciudades, estos finalmente sucumben perdiendo
su condición de generadores de vida acuática y silvestre, quienes finalmente mueren,
convirtiendo al ecosistema fluvial en aguas putrefactas por la disminución de oxígeno
disuelto debido a la gran cantidad de nutrientes sólidos que se descargaron en sus
afluentes, problema que ha llevado a la escasez de fuentes acuíferas de agua dulce, y a la
desaparición de poblados que alguna vez se alimentaban de la fauna acuática. Para parar
este desastre ambiental y poder mantener estas fuentes de agua muy importante para la
subsistencia del hombre, se han creado leyes para la protección de estos elementos de vida,
importantes para el hombre, animales y plantas, estableciendo este problema como una
prioridad en el marco de la investigación.
Es indudable que debían existir cambios sustanciales en el manejo de los recursos
hídricos, estos cambios ya han sido asumidos por los gobiernos seccionales y se han
creado estrategias técnicas que han sido implementadas en sus planes maestro, de esta
manera se busca romper los paradigmas en el manejo y desarrollo de los sistemas de
depuración, con la construcción de verdaderas infraestructuras sanitarias como son las
6
plantas o lagunas de tratamiento de aguas negras o residuales, los entes seccionales que en
la actualidad han asumido las competencias para el desarrollo de sus ciudades deben
cumplir su rol y actuar ante las necesidades de los ciudadanos donde la base de la solución
a este problema, está parametrada en la investigación donde el conocimiento juega un
papel primordial para el desarrollo, la sustentabilidad de las sociedades y el medio
ambiente.
Los especialistas en estos temas consideran que el manejo de Aguas Residuales
(AARR) como destino final los cauces naturales están muy ligados a las costumbres e
implica ver con una nueva óptica el quehacer cotidiano de esta acción que viven todas las
sociedades en su día a día, sin darse cuenta que detrás de estas acciones cotidianas donde
los habitantes descargan los retretes, existe una gran infraestructura que tiene como
finalidad direccionar estos elementos orgánicos a procesos técnicos ambientales, que
buscan, a través de sus procesos, proteger a estos medios receptores finales de estas
descargas, que cada día son mayores, debido al crecimiento demográfico, problema que se
agudiza en especial en las grandes metrópolis, por ello es necesario preparar a nuevos
profesionales en el área de investigación y cuidado del medio ambiente para que sean
partícipes del desarrollo técnico intelectual en la búsqueda del manejo eficiente de Aguas
Residuales (AARR)de la calidad del agua.
Es claro que los sistemas de tratamiento y depuración de aguas negras deben estar
diseñados de acuerdo a las normativas existentes destinados para estos fines y que pueden
ser ajenos al manejo y operación de los mismos, sus diseños deben ver parte del sistema
técnico que cumpla las funciones para el cual se lo construye, uno de los más importante es
establecer el tiempo de permanencia de la materia orgánica al ingresar al sistema y su
7
deposición final, que debe haber cumplido con la depuración de la misma y garantizar la
calidad del agua que es muy importante para la supervivencia de la humanidad,
considerando que cada día es más difícil mantener agua dulce en el planeta. Las lagunas de
tratamiento de aguas servidas son muy útiles y son las más desarrolladas por su bajo costo
de operación en comparación a una planta de tratamiento destinada para atender la
población de una ciudad o parte de ella, sin embargo, su capacidad y eficiencia dependen
mucho del manejo y operatividad de la misma, por ello, es aconsejable que el operador u
operadores deben tener un estricto entrenamiento para que garantice la eficiencia del
mismo que puede ser óptimo si la operación que se realiza para el tratamiento se ve
reflejado con bajo costo para períodos prolongados; el mal manejo y una mala selección
del operador podría dar como resultado una laguna que produzca malos olores debido a la
descomposición de la materia orgánica (MO), agua que tiene como resultado una mala
coloración y que se llene de nata, esto conllevaría a que en pocos años se requiera de la
renovación de la infraestructura debido a la mínima eficiencia que ofrece para la
depuración de materia orgánica. Esto da como consecuencia un elevado costo, llegando a
utilizar insumos químicos y hasta máquinas oxigenadoras que aporten a la eficiencia de la
misma, en el peor de los casos llegar a su reemplazo total.
Siendo este el caso, el presente documento es el resultado que está dirigido hacia la
“Evaluación de las lagunas de estabilización de Las Orquídeas de la ciudad de Guayaquil”
cuenta con una estructura metodológica que busca orientar a todos aquellos sectores
involucrados como son Instituciones Técnicas, Universidades, Gobiernos Seccionales y
Comunidad en general que de alguna manera requieren saber si los actuales sistemas que
operan en la ciudad para el depuramiento de aguas servidas, cumplen de manera eficaz, en
devolver aguas tratadas en aguas aceptables para el medio receptor y que no contribuyan
8
a la exterminación de la fauna y la flora acuáticas que son de vital importancia para el
medio ambiente y la sociedad.
.
El trabajo de investigación consta de cinco capítulos: el primer capítulo está
determinado a establecer el problema, en él se establecen el planteamiento, contexto y
ubicación, determinando sus causas y consecuencias, delimitación, formulación,
evaluación, objetivos y justificación de la investigación realizada en el problema,
finalmente la utilidad y beneficios que se van a lograr con la investigación. El segundo
capítulo corresponde al Marco Teórico, esta parte de la tesis da a conocer los procesos
metodológicos que se aplicarán en la investigación, es aquí donde se definen las ideas o
teorías que tomará el investigador y los elementos que son parte importante para el
desarrollo y la guía de este trabajo investigativo llevándolo a un orden y dirección que le
dé un alineamiento ordenado, este espacio permite que las ideas sean analizadas en este
capítulo como son los, antecedentes del estudio, Fundamentación teórica, Fundamentación
Legal, Hipótesis o preguntas a contestar, Variables de la investigación y el Marco
conceptual.
El capítulo tercero corresponde a la Metodología, es en este capítulo donde se
direcciona la investigación a la búsqueda de procesos y métodos que se relacionen al
trabajo de indagación que se está realizando entre los que tenemos la modalidad, y tipo de
investigación, operacionalización de las variables, instrumentos y recolección,
procesamiento y análisis; en algunos casos, en esta fase se incluye la utilización de
encuestas y entrevistas elementos que ayuden a la concreción del análisis y conclusión de
objetivos e hipótesis planteadas en este trabajo, la herramienta de medición es la escala de
LIKERT, pero en nuestro caso utilizaremos la modelación de una planta de tratamiento en
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escala la cual tendrá las mismas condiciones a la que está sometida la planta original de
tratamiento de Las Orquídeas, la medición de estos resultados dará origen a la conclusión
de la hipótesis motivo de nuestra investigación.
El capítulo cuatro se basa en la elaboración de una propuesta que da la solución a lo
planteado en el problema, y fundamentada en los procesos metodológicos, para llegar a la
conclusión final, previamente es necesario la realización de un diagnóstico,
fundamentación teórica de la propuesta, objetivos de la propuesta, factibilidad de la
propuesta, ubicación sectorial y física, descripción de la propuesta, conclusiones,
beneficiarios e impacto de la propuesta.
Capítulo cinco, en este capítulo se cierra la investigación con las conclusiones y
recomendaciones que deben darse para el cumplimiento a la solución del problema
basadas en la hipótesis y objetivos de la propuesta.
Realizar este tipo de trabajo requiere de un constante esfuerzo personal y
dedicación, basado en una realidad de muchos habitantes de las ciudades sean grandes o
pequeñas de saber a ciencia cierta si las lagunas de tratamiento de agua residual a cielo
abierto cumple a cabalidad con el procesamiento y depuración de las aguas servidas y
darle al futuro de sus hijos la sostenibilidad y sustentabilidad de la calidad del medio
ambiente y sobre todo de las fuentes acuíferas que son las que van a sostener el futuro de
la humanidad. Esperando que con este trabajo se contribuya a despejar esa duda para
propios y extraños en razón de ser excelentes profesionales para nuestro país y saber que la
Facultad de Arquitectura con su contingente de maestrantes en el área ambiental hagan un
aporte a la sociedad y al país.
10
1.2.1 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO
El sistema de tratamiento se lo realiza con la utilización de dos lagunas. La primera
es una laguna facultativa (F-1) y la otra es una laguna de maduración (M-1), las dos están
conectadas en serie a través de una tubería de 200 mm.
Para una mayor comprensión ver gráfico
Tabla 1. Datos del sistema de tratamiento
Laguna Largo (m) Ancho (m) Altura (m) Volumen útil (m3)
Área2 (ha)
F-1 250 59,3 1,01 14.552 1,48 M-1 260 59,1 0,48 7.270 1,54
Gráfico 3. Representación de las 2 lagunas que realizan el tratamiento de aguas residuales.
11
El largo indicado corresponde al largo máximo real. El ancho corresponde al ancho
promedio calculado a base del área real. La altura indicada es la altura promedio de líquido
más sedimento medida por medio de batimetría.
Gráfico 4. Corte representativo de las Lagunas Las Orquídeas
Gráfico 5. Canal de descarga Los Vergeles
1.3 SITUACIÓN CONFLICTO
Surge la interrogante que se hace la mayoría de los moradores que habitan no muy
distantes a la ubicación del sistema de lagunas de la ciudadela Las Orquídeas, uno de estos
componentes por la emanación de malos olores y a la cantidad de espuma existente al
12
verter el afluente, vale indicar que el canal divide a la población de Los Vergeles. La
población de los alrededores de la laguna hay niños y personas de la tercera edad en su
mayoría de escasos recursos económicos, incidencia que puede apreciarse por el tipo de
viviendas en el sector que alberga a esta masa de concentración urbana en su mayoría de
asentamiento informal, lo que da a entender el nivel de vulnerabilidad a la que está
sometida la población cercana a las lagunas, por ello se establece que las aguas residuales
vertidas a este canal no cumplen con las reglas ambientales establecidas en la norma
ecuatoriana ambiental TULAS, o la norma general para el manejo de desechos sólidos.
1.4 CAUSAS DEL PROBLEMA, CONSECUENCIA
A continuación en el siguiente cuadro se presenta las causas y consecuencias como
producto de la investigación.
CAUSAS CONSECUENCIAS
Cercanía de la población a las lagunas Enfermedades virales, infecto contagiosas
Mal estado de las lagunas, no se están
cumpliendo con las normas ambientales
respecto a la permanencia de la
materiaorgánica en las lagunas
Las aguas se mezclan en las dos lagunas, los
muros de contención han cedido y no se cumple
el proceso completo de permanencia de la
materia orgánica para la totalidad depuración
Canal de descarga carece de
mantenimiento
La falta de mantenimiento del canal de descarga
(Sistema D) hace que las aguas vertidas
permanezcan estancadas pierdan movilidad
previa a su entrega final al Río Guayas, lo que
origina que entren en un estado de putrefacción
lo que provoca la presencia de vectores que
afectan a la población a esto se suma los malos
olores por la falta de movilidad del agua que
hacen que entren en estado de descomposición.
Descarga final al Río Guayas La gran cantidad de agua vertida al Río Guayas
no solo de la laguna de Las Orquídeas sino
también de los aportes de las lagunas de Mucho
Lote, afectan la calidad de medio receptor a las
que se suma la sedimentación y proliferación de
algas.
Cuadro 1. Causas y consecuencias de las descargas
13
De continuar esta situación los pobladores cercanos se verán afectados
mayormente en su salud desmejorando su calidad de vida, así mismo, la flora y fauna,
tomando en cuenta que existen personas del sector que se dedican a la pesca, es decir,
suplir en cierta medida sus necesidades familiares.
1.5 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
El presente documento pretende dar una visión real de la situación actual en la que
encuentra la Laguna de depuración de aguas sanitarias de la urbanización Las Orquídeas, y
probablemente otros tipos de infraestructuras construidas con la finalidad de eliminar o
reducir los niveles de contaminación que proporcionan por los altos niveles de materia
orgánica que contienen sus aguas, lo que daría la pauta de realizar la siguiente pregunta
¿Qué tan eficientes son estos sistemas, reducen en realidad la contaminación, o vierten sus
aguas finales a las fuentes acuíferas, ríos o vertientes, con la misma cantidad de
contaminación con la ingresaron al sistema? Este tipo de preguntas son las nos llevan a
realizar este tema de investigación y dar a la sociedad y a los organismos encargados del
mantenimiento y operación de estos sistemas a realizar correctivos que den la confianza y
tranquilidad a los residentes que se encuentran en las áreas colindantes donde se ubican
estos sistemas, saber que las aguas finales que se vierten a los cuerpos de aguas receptores
no se están recibiendo igual o mayor cantidad de elementos contaminantes que pueden dar
lugar a la afloración de enfermedades que afecten a la población cercana, en nuestro caso
los residentes de Los Vergeles, que el canal receptor de Los Vergeles si está aportando
niveles de contaminación altos, que originan la pérdida de oxígeno en las aguas
superficiales tanto del canal como la del río Guayas, que en la actualidad es una fuente de
14
agua para toda la ciudad de Guayaquil, porque sus aguas proveen del agua para el proceso
de potabilización con la que se abastece la ciudad de Guayaquil.
1.6 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La falta de información de parte de las instituciones u organismos encargados de
operar y dar mantenimiento a las lagunas y plantas de tratamiento en la ciudad de
Guayaquil y en especial en nuestra área de estudio que es las lagunas de tratamiento de
agua residuales de Las Orquídeas, incidiría en la preocupación de parte de la población
colindantes al sistema y la sociedad en general en saber si la planta de tratamiento está
cumpliendo con su función de depurar las aguas contaminadas con materia orgánica
procedentes de la Urbanización Las Orquídeas y no están aportando igual o mayor
cantidad de contaminantes al sistema D (canal Los Vergeles) y su descarga final a nuestra
fuente de aprovisionamiento de agua dulce el Río Guayas que baña la zona costera de la
Ciudad de Guayaquil.
1.7 EVALUACIÓN DEL PROBLEMA
A continuación se encontrará seis aspectos que permitieron evaluar el problema
ajustados debidamente al presente trabajo académico.
1.- Claro: El trabajo de investigación está realizado para que el lector tenga una
idea clara del problema e identifique hacia dónde apunta la solución del mismo.
15
2.- Evidente: En muchos casos no se requiere ser experto en estos sistemas para
identificar de qué trata el tema investigado, considerando que muchos pueden asociarse
con el tema a través de imágenes o verlas directamente porque las mismas están en sitios
de fácil observación.
3.- Concreto: Se ha tratado en lo posible ser conciso, dándole precisión hacia
donde apunta el objeto de la investigación, y el tema es muy adecuado porque se apega a la
realidad y es existente.
4.-Relevante: Este tipo de temas de investigación han alcanzado un gran auge en la
comunidad educativa y científica, considerando que las reservas de agua en el mundo se
están escaseando y todo apunta a la recuperación de las fuentes agua, y por ello la práctica
de recuperación de aguas es muy importante para la sociedad y el mundo.
5.-Original: Un tema que ha generado preguntas y duda en la comunidad técnica y
científica es si estas son lo suficientemente efectivas y cumplen con el objetivo que espera
la sociedad como es depurar aguas sanitarias, tema muy poco tratado y poco investigado lo
que vuelve a estos temas de investigación novedosos y con un nuevo enfoque por lo
interesante del tema y por la gran incógnita de establecer cuán eficientes son estos
sistemas.
6.-Factible: La investigación realizada en este tema se la considera que es factible
porque el problema es solucionable si se dan los recursos que se necesitan para corregir,
los cuales serán expuestos en la propuesta que tiene como finalidad mejorar la eficiencia
de las dos lagunas que tiene esta urbanización, la facultativa y la de maduración, el objeto
16
en sí pretende que las aguas finales que han pasado por los procesos alcancen los valores
ambientales o parámetros establecidos en las normas ambientales referente a agua.
Esto conlleva a buscar las mejores alternativas para el proceso de depuración pero
con un bajo costo energético, de lo contario sería muy costoso cubrir estas grandes
demandas, las que más prestan estas condiciones son las lagunas de tratamiento, pero estas
infraestructuras a diferencia de las plantas de tratamiento requieren de una gran área de
terreno que debe ser adaptada para este fin,
Si bien es cierto que existen estas infraestructuras, la comunidad se pregunta qué
tan eficientes pueden ser estos sistemas en el tratamiento de aguas residuales, si se están
cumpliendo los períodos de retención y los mecanismos naturales que inciden sobre estas
lagunas logran su propósito, otra interrogantes es si el área de contención de este volumen
de agua son los suficientemente seguras y no están generando filtraciones de agua que
contaminen fuentes acuíferas subterráneas, y si estas logran la remoción de parásitos,
virus, bacterias, las lagunas han demostrado ser muy eficientes en relación a otros sistemas
incluso con apoyo mecánico y químico, siempre y cuando estas cumplan con un buen
diseño, y una buena operabilidad que debe ser monitoreada permanentemente, lo
preocupante en estos sistemas es la presencia de metales pesados que a veces provienen de
las diferentes actividades sean industriales, semi industriales, o artesanales que realizan sus
actividades con el uso de metales pesados y que finalmente vierten sus aguas a los sistemas
sanitarios teniendo como receptor final las lagunas de tratamiento.
La mayoría de los estudiantes una vez que culminan las clases presenciales se ven
abocados en una acelerada búsqueda de temas de tesis sin tener el apoyo y la experticia de
17
un guía o tutor, lo que da como resultado que los estudiantes no alcancen los niveles
esperados en la investigación ni de alcanzar el perfil profesional para el cual se han
preparado, por ello debe establecerse como una necesidad la guía y acompañamiento de un
tutor permanente desde el inicio hasta la culminación del campo de investigación, que
haga interesante el tema que se investiga, para dar la seguridad a desarrollar por su propia
cuenta, haciendo que la tesis no haga una investigación como un simple requisito para
cumplir o alcanzar un título universitario, sino que sea una experiencia para dar solución a
un problema que va aportar con su tema la ayuda que otros requieren, descubriendo con
claridad el horizonte y el objetivo de su investigación.
1.8 OBJETIVOS
1.8.1 OBJETIVO GENERAL
Aportar al desarrollo mediante la investigación y posterior evaluación de la
eficiencia hidráulica de las lagunas Las Orquídeas y proponer medidas para mejorar esta
eficacia.
1.8.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.-Evaluar la eficiencia hidráulica de las Lagunas mediante el uso de pruebas de
laboratorio.
2.-Analizar la relación que existe entre la eficiencia hidráulica y la eficiencia en la
remoción de la carga contaminada medida en términos de la Demanda Bioquímica de
Oxígeno.
18
3.- Evaluar el grado de cumplimiento de la descarga en función de las leyes
ambientales vigentes y su influencia sobre el cuerpo receptor primario, es decir el canal
Los Vergeles (Sistema D).
Para el desarrollo de esta temática es importante incluir los conceptos realizados
por varios autores que se dedicaron a la investigación de este tipo de tema, sin dejar por
alto las experiencias científicas y empíricas realizadas o relacionadas a la misma y las
experiencias de aquellos tutores que imparten este tipo de conocimiento en la Universidad
de Guayaquil.
4.-Analizar el grado de contaminación de la descarga en función de los resultados
obtenidos.
1.8.3 ALCANCES DEL PROBLEMA
Establecer la eficiencia hidráulica de las lagunas de las 2 Orquídeas, el estudio se
centrado básicamente en establecer si las aguas que descargan al canal natural o conocido
como canal de Los Vergeles están dentro de los parámetros contemplados en la normativa
existente que regula las normas ambientales sobre la descarga de afluentes o cuerpos de
agua dulce.
1.9.- JUSTIFICACIÓN
En las últimas décadas Guayaquil ha tenido un alto crecimiento urbano, tal como
lo demuestran las respectivas estadísticas que más adelante se detallan, la urbanización las
Orquídeas no está exenta a este crecimiento, es una ciudadela que fue creada para suplir
una demanda de necesidad habitacional, dando la posibilidad de otorgar techo a
19
numerosas familias, esta urbanización es de clase media y que tiene una población
aproximada de 19.000 habitantes en la actualidad. (Ver imagen).
Gráfico 6. Vista aérea sector las Orquídeas
Gráfico 7. Canal receptor de los Vergeles
Gráfico 8. Vista general de las lagunas, Canal de Los Vergeles.
20
Por la característica de Metrópolis, Guayaquil encabeza el primer lugar entre las 10
ciudades con mayor población en el país, alberga una gran masa humana en su mayoría
procedentes de las zonas rurales que emigran con la finalidad de buscar un mejor nivel de
vida, de acuerdo al censo de población y vivienda del 2010 realizado el 28 de noviembre,
realizado por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC), la población de
Guayaquil asciende a 2´278.691 habitantes del cual el 50,83% de esta población son de
género femenino y el 49,17 son hombres, esta condición es el origen de la necesidad de
macro planes de vivienda, considerando que en la actualidad la ciudad cuenta con 582.537
viviendas, como es el caso del programa habitacional Las Orquídeas que nació con el fin
de cubrir parte de esta necesidad; de acuerdo a estudios realizados por la Escuela
Politécnica de Litoral (ESPOL) y el Centro del Medio Ambiente (CEMA) y datos
obtenidos de la Dirección de Ordenamiento Territorial del Municipio de Guayaquil y el
Sistema de Información Geográfico Municipal se establece que las lagunas fueron
diseñadas para atender a 14.500 habitantes en el año 2001, para ese año los habitantes del
programa Orquídeas alcanzaban la cantidad de 14.341, en la actualidad sobrepasan los
19.000 habitantes, lo que nos da un indicador sostenible que la capacidad de
procesamiento de agua en las actuales lagunas no es suficiente para cubrir la demanda del
tratamiento de aguas (AARR) que colecta y conduce al alcantarillado de la zona, lo que se
demuestra justificativamente de acuerdo a los resultados de calidad de agua efectuados por
ECAPAG (Ahora EMAPAG-EP), en el cual se establece una descarga de 780 litros
superior a la norma, lo que deja entrever que si al momento la polución no es una amenaza
porque el cuerpo receptor (Río Guayas) ofrece las condiciones para diluir los sólidos, no
deja de ser una amenaza para el futuro.
21
Gráfico 9. Descarga de efluentes de la lagua Las Orquídeas.
Gráfico 10. Receptor de descarga con destino en el Rio Guayas.
De acuerdo a los estudios se establece que el alcantarillado sanitario cubre el 43%.
considerando que cada habitante genere un total de 125 litros/habitante por día de aguas
residuales, el caudal total promedio de aguas residuales que motivará este conjunto
habitacional es de 2.304 m3/día; estas aguas residuales son dirigidas a un sistema de
tratamiento conformado por lagunas de estabilización, cuyo principal parámetro de
operación es el tiempo de retención; el tiempo de retención es un factor directo de la
eficiencia hidráulica, a su vez la eficiencia hidráulica es un factor directo de la eficiencia
de tratamiento.
22
Las aguas del conjunto habitacional luego del sistema de tratamiento se descarga al
canal del Sistema D (que recorre el límite entre Los Vergeles y Las Orquídeas), para
posteriormente descargar al Río Guayas; este cuerpo de agua se verá impactado producto
de bajas eficiencias hidráulicas en las lagunas razón por la cual es oportuno llevar a cabo
esta investigación a efectos de determinar medidas para mejorar las eficiencias en el
sistema y disminuir de esta forma la carga contaminante de descarga.
Otro factor que le da relevancia a este trabajo de investigación es el método que se
está aplicando para la verificación de hipótesis, como es la aplicación de un sistema de
modelaje en donde se toma la muestra de agua del sitio donde se captan las aguas servidas
que aportan al tratamiento de las lagunas y se les da una condición similar a las que están
expuestas en el sitio real de tratamiento, considerando que este será un aporte científico
que permitirá que se realicen pruebas de eficiencia hidráulica a otros sistemas que
cumplen los mismos fines, su relevancia está dada por ser un medio de investigación muy
poco realizado a estos sistemas, será un aporte a la sociedad porque le dará la luz y
tranquilidad a las poblaciones aledañas y porque no a toda la población que de alguna
manera se sirve de las aguas que conduce el rio Guayas considerado el afluente de mayor
importancia de la Ciudad de Guayaquil ya que es fuente principal para el
aprovisionamiento de agua para la planta de tratamiento de agua potable (LA TOMA) .
23
CAPÍTULO II
2 MARCO TEÓRICO
2.1 AGUAS RESIDUALES
A continuación detallamos esta conceptualización.
2.1.1 QUÉ SON LAS AGUAS RESIDUALES
Se denominan aguas residuales a aquellas que han sido afectadas en su calidad en
la mayoría de los casos de manera negativa generalmente por la influencia del hombre que
al utilizar el agua dulce tratada o agua potable vierte estas aguas con residuos o materia
orgánica, es lo que se conoce como aguas urbanas o domésticas, en algunos casos se las
conoce también como aguas municipales, estas han alcanzado un alto nivel de importancia
considerando el gran potencial humano que cada vez va en crecimiento ocupando una
mayor cantidad de espacio urbano y rural y requiere cada vez más depurar mayores
cantidades de agua residual; estas son volcadas a ríos o riachuelos o a los mares, pero el
problema se vuelve mayor porque la capacidad de auto depuración de los afluentes son
muy lentos y no alcanzan a depurar con la misma rapidez que los humanos convierten las
aguas dulces o potables en aguas residuales, esto ha obligado a que se desarrollen diversos
sistemas de tratamiento con la finalidad de aliviar el nivel de descarga o contaminación
que reciben las fuentes acuíferas.
Son muchas las conclusiones que definen lo que consideramos aguas residuales, sin
embargo nadie discute que son aguas que cumplieron un proceso o utilización al servicio
del hombre u otras actividades y que una vez que fueron utilizadas se las desaloja de la
actividad para convertirse en aguas residuales.
24
Otra forma de definir estas aguas podemos decir que son aquella que fueron
utilizadas en las viviendas, fábricas e industrias u otras actividades afines para convertirse
en aguas residuales. Suena un poco sencillo sus definiciones, pero estas aguas juegan un
rol importante en la sociedad por ello es necesario conducirlas previa a su descarga final a
un proceso de depuración antes de ser enviadas de regreso a los afluentes naturales sean
estos ríos u océanos para su depuración natural final.
Dentro de este tipo de aguas se deben incluir las denominadas aguas negras que
están incluidas dentro de la clasificación de aguas residuales, pero se diferencian de las
anteriores porque contienen la presencia de heces fecales y orina en algunos casos incluyen
elementos patógenos de origen humano y animal, se incluyen también las aguas jabonosas
que se las clasifica como aguas grises, como se indicó anteriormente se incluyen dentro de
la denominación de aguas residuales, aguas municipales, o aguas urbanas en las que se
incluyen también las aguas industriales, todos estas aguas son conducidas en las ciudades a
través de los sistemas de conducción de aguas servidas o alcantarillado para su destino
final a las plantas de tratamiento o en algunos casos su descarga puede ser una fuente
acuífera o rio incrementando los niveles de contaminación y en algunos casos mermando
el tipo de vida y desmejorando la calidad de agua que es muy útil para la población ya que
desde estas fuentes se vuelve a bombear el agua para la producción de agua potable, los
niveles de materia orgánica son factores determinantes a la hora de establecer costos
finales por potabilización, costos que son revertidos a la población consumidora de agua
potable.
25
Las aguas naturales a diferencia de aquellas que provienen de manantiales se
caracterizan por tener una gran cantidad de elementos que están contenidas en sus aguas
algunas alcanzan altas concentraciones de impurezas, las aguas de ríos en especial las de
cuencas bajas contienen presencias de algas, limos, arcillas, a esto se incluyen los desechos
urbanos e industriales, dentro de las características físicas se pueden incluir que estas
aguas contienen sólidos suspendidos, coloidales y solubles, los dos primeros se los incluye
dentro de lo que se conoce como sólidos totales.
El mal manejo de estas aguas y dependiendo el nivel de contaminación que
contengan o la cantidad de sólidos disueltos, y entre ellos materia orgánica producto de la
actividad a la que hayan sido expuestas, puede dar lugar a la proliferación de enfermedades
o focos infecciosos que pueden afectar a la comunidad que comparte estas aguas para sus
necesidades básicas.
En la actualidad todavía hay ciudades donde sus pobladores vierten las aguas
residuales a los ríos y fuentes de agua cercanas originando que muchas de estas fuentes
pierdan la calidad de agua por el gran contenido de materia orgánica y desperdicios que
convierten a estas vertientes en focos malolientes que terminan despareciendo la flora y la
fauna hasta finalmente desaparecerla.
Las aguas residuales domesticas o industriales debido al confinamiento o tipo de
residuos que contengan se las incluye con otras denominaciones como aguas servidas,
cloacales o fecales, en algunos casos se las conoce también como aguas municipales o
industriales de acuerdo a su procedencia.
26
2.1.2 PARAMETROS
Ver anexos 1 Cuadro 1
2.2 TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES.
Hay diferentes formas de tratar las aguas residuales, por lo que a continuación
detallamos estos procesos.
2.2.1 TIPOS DE TRATAMIENTOS EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
Prevenir la contaminación del recurso agua es posible si se definen técnicas
apropiadas de tratamientos y disposición de las aguas servidas y residuales, su eficiencia
depende del tipo de tratamiento y del uso que se dé al cuerpo receptor y del uso y de la
capacidad de depuración y disolución del cuerpo de agua donde se receptaran finalmente
las aguas tratadas.
El buen manejo de estos tratamientos impedirán que aguas con residuos orgánicos
alimenten los cuerpos de agua, ríos, en cantidades tales que sobrepase su capacidad
asimiladora o receptora, disminuyendo el impacto ambiental y la calidad de agua que
posteriormente será utilizada por el hombre para el tratamiento de agua potable.
Los tratamientos realizados a través de lagunas de estabilización consisten en un
proceso de depuración de aguas residuales y orgánicas basado en la presencia equilibrada
de bacterias y algas que son los organismos vivos encargados de estabilizar la materia
orgánica, son el método más simple de tratamiento, están constituidas en excavaciones
poco profundas cercadas por taludes de tierra, generalmente de forma rectangular o
27
cuadrada, trabajan a cielo abierto para permitir que el sol y el aire se constituyan en los
recursos naturales para el cumplimiento de los objetivos como son la depuración de las
aguas contaminadas, la depuración de esta agua las realizan por la incidencia que establece
el sol y el aire y de los microorganismos entre ellos algas y bacterias.
Se han realizado algunos estudios relacionados al uso de lagunas de estabilización
en países en proceso de desarrollo en América Latina, los resultados muestran que tratan
aguas a un alto nivel, tanto en la remoción de patógenos como en la remoción de
compuestos orgánicos.
El diseño de estas plantas debe enfocarse específicamente a la remoción de
patógenos y principalmente a la recuperación de esta agua o efluentes en recursos
sostenibles como son la agricultura o acuicultura, estas plantas demuestran un alto grado
de eficiencia en climas tropicales, donde prevalecen los climas calurosos y la prolongación
de días soleados.
Los factores de importancia para el proceso de una laguna de estabilización son:
Fotosíntesis
Ph
Profundidad
Nutrientes
Sedimentación de lodos
Vientos
Sulfuros
Oxígeno disuelto
28
Radiación solar
Temperatura
Tiempo de retención
Infiltración, evaporación y geometría
DBO y sólidos suspendidos
2.2.1.1 SIMBIOSIS ALGAS – BACTERIAS EN LAGUNAS
La simbiosis alga-bacteria está presente tanto en las lagunas aerobias como en las
facultativas.
Gráfico 11. Simbiosis alga bacteria
En las lagunas, las algas pueden constituir un elemento importante porque
producen oxígeno a través del mecanismo de la fotosíntesis. Este oxígeno es utilizado por
las bacterias en su proceso metabólico, que a su vez producen CO2, que es consumido por
las algas.
Debido a que la intensidad de la luz varía a lo largo del día y en el transcurso del
año, la producción de oxígeno, así como velocidad de crecimiento de las algas, varían
29
también de la misma forma. Este fenómeno da lugar a dos efectos fundamentales: el
oxígeno disuelto y el pH del agua presentan valores mínimos al final de la noche, y
aumentan durante las horas de luz solar hasta alcanzar valores máximos a media tarde. A
partir de este punto los valores decrecen de nuevo a lo largo de la noche.
La cantidad de oxígeno producido por las algas puede determinarse mediante la
ecuación de Oswald,
Op = 0,25 FIL …7
Donde:
Op: oxígeno producido por las algas (kg. O2 / ha.d )
F: rendimiento de la conversión de la luz ( % )
IL: radiación solar incidente sobre la superficie de la laguna ( cal / cm2. d)
(Langley / d)
F: Se supone normalmente que tiene un valor de 4%. Así si F = 4 se tiene:
Op = IL …8
El valor de IL depende de varios factores tales como la localización geográfica
(latitud), la estación del año, la elevación y las condiciones meteorológicas medias de la
región.
30
Gráfico 12. Variación entre Oxigeno y PH
Variación diaria de oxígeno y pH. Tanto el pH como el oxígeno disuelto están
sujetos a variaciones horarias que se relacionan con la energía luminosa incidente
2.2.1.2 RÉGIMEN DE FLUJO EN LAS LAGUNAS
Uno de los aspectos más controvertidos en las lagunas es el del régimen de flujo
que prevalece en las mismas. Hay varias hipótesis:
a) mezcla completa
b) flujo a pistón
c) flujo disperso
Las dos primeras hipótesis describen condiciones de flujo extremas e ideales. La
tercera una intermedia entre ambas, se ajusta a las condiciones de flujo que realmente
prevalecen en las lagunas. No obstante, condiciones muy cercanas al comportamiento de
flujo de pistón o tubular se han encontrado en lagunas con una relación largo ancho mayor
31
de 3:1. A continuación se presentan los conceptos generales del régimen de flujo que
pueden dar en un sistema.
a) Mezcla completa
Este régimen se caracteriza porque la masa de agua ingresa a la laguna se dispersa
de una manera rápida, por lo que la cantidad de nutrientes en cualquiera de las partes del
estanque es el mismo, por lo tanto las reacciones son iguales y la cantidad de oxigeno es
igual en cualquier sitio de la laguna y es idéntica a la tasa de remoción lo que le da una
gran ventaja con respecto al flujo de pistón donde el consumo de oxigeno que se demanda
para los microorganismos son uniformes y las cargas de flujo o choque son superadas
fácilmente y no hay peligro de afectación a la población de microorganismos, es raro
encontrar lagunas que alcance un nivel de mezcla completa lo que determina en algunos
casos el nivel de eficiencia en las lagunas.
b) Flujo a pistón
En algunas plantas la cantidad de agua que ingresa por el afluente y pasa por el
sistema de tratamiento es descargada en el mismo orden en que esta ingreso; este proceso
se lo conoce como flujo de pistón, se considera que el volumen de agua que se desplaza en
la dirección de flujo de la laguna se esparce en su misma capa, pero no se mezcla con las
capas anteriores ni posteriores, lo que nos muestra esta teoría es que cada elemento
contenido en el líquido seguirá un mismo patrón hasta agotar los nutrientes y su capacidad
de remoción inicial es rápida para posterior hacerse lenta de acuerdo al movimiento de la
masa de agua a través de la laguna, la alta concentración de nutrientes al ingreso hace que
se demande una mayor cantidad de oxígeno, este sistema de régimen provoca que las
32
poblaciones de microorganismos se puedan ver afectadas porque las demandas orgánicas
pueden variar por el choque de los flujos.
c) Flujo disperso
El régimen de flujo disperso se lo conoce también con flujo arbitrario y es el
régimen de transición entre el flujo de pistón y el de mezcla que se indicaron
anteriormente, su condición se la define en función de la forma geométrica del estanque o
laguna donde se realiza el sistema de tratamiento entre ella la longitud de recorrido, el
ancho y la ubicación del afluente y efluente y la profundidad, se toma mucho en
consideración el entorno de su ubicación entre ellas la temperatura y dirección de los
vientos, los espacios muertos, los circuitos cortos, zonas muertas y espacios de
estancamientos, dispersión causada por la turbulencia y mezcla total, factores que
interactúan de manera simultánea proporcionando un coeficiente de dispersión.
2.2.1.3 TIPOS DE TRATAMIENTOS UTILIZANDO PLANTAS DE TRATAMIENTOS
Otra alternativa para la depuración de aguas residuales consiste en la utilización de
plantas de tratamientos, la búsqueda de este sistema tiene como objetivo la optimización
de espacios, a diferencia de las lagunas que requieren de grandes espacios, este tipo de
tratamiento optimiza el uso de espacios, la decisión sobre qué tipo de sistema es el más
apropiado para este uso es el costo, a diferencia de las lagunas este sistema puede ser más
costoso.
El sistema de depuración en una planta de tratamiento se basa en la aplicación de
varios procesos físicos, químicos y biológicos, que igual que las lagunas lo que se busca es
33
la eliminación y separación de elementos contaminantes que afectan la calidad del agua;
igual que en el otro proceso, este comienza con la toma de agua residual, están pasan por
las cribas donde se atrapan las elementos más gruesos para pasar al área de sedimentación,
remoción de materia orgánica y nitrógeno, en este caso el proceso es biológico, que no es
otra cosa que la utilización de microorganismos y bacterias que son las encargadas de
remover toda la materia orgánica que se encuentra en las aguas residuales. Posteriormente
estas pasan al sedimentador secundario donde esta gran población de bacterias también
deben ser removidas utilizando el proceso de sedimentación, proceso conocido como lodos
activos, después de este proceso en algunos caos con ayuda de otros agentes químicos, el
agua debe salir depurada y luego vertida a la cuenca de un río o canales que absorben estas
aguas ya tratadas. En algunos casos se las reutiliza en el riego de áreas verdes o para la
producción de energía eléctrica, otro uso de los lodos activos es en el área agrícola.
2.2.2 CLASIFICACIÓN DE TRATAMIENTOS
Varios son los procesos que se utilizan para el tratamiento de aguas servidas.
2.2.2.1 TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES MEDIANTE LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN
La tecnología de lagunas de estabilización es uno de los métodos naturales más
importantes para el tratamiento de aguas residuales. Las lagunas de estabilización son
fundamentalmente reservorios artificiales, que comprenden una o varias series de lagunas
anaerobias, facultativas y de maduración y sus principales objetivos están enmarcados en:
34
El tratamiento primario se lleva a cabo en la laguna anaerobia, la cual se diseña
principalmente para la remoción de materia orgánica suspendida (SST) y parte de la
fracción soluble de materia orgánica (DBO5).
La etapa secundaria en la laguna facultativa remueve la mayoría de la fracción
remanente de la DBO5 soluble por medio de la actividad coordinada de algas y bacterias
heterotróficas.
El principal objetivo de la etapa terciaria en lagunas de maduración es la
remoción de patógenos y nutrientes (principalmente Nitrógeno).
Las lagunas de estabilización constituyen la tecnología de tratamiento de aguas
residuales más costo-efectiva para la remoción de microorganismos patógenos, por medio
de mecanismos de desinfección natural. Las lagunas de estabilización son particularmente
adecuadas para países tropicales y subtropicales dado que la intensidad del brillo solar y la
temperatura ambiente son factores clave para la eficiencia de los procesos de degradación.
Tratamiento de lodos se lo conoce también con el nombre de lodos activos, la
separación de estos lodos del área de sedimentación o decantador, se lo realiza con la
finalidad de darle otro tipo de tratamiento y por ello son direccionados hacia el bio
digestor, donde se realizar la producción de gas metano, muy utilizado en el área
industrial, producción energética y otros menesteres, en algunos casos estos lodos por su
alta producción de proteína también son dirigidos en el área agrícola para la repotenciación
de la tierra agraria.
35
Gráfico 13. Tipos de tratamientos
2.3 LAGUNAS DE TRATAMIENTOS
2.3.1 QUÉ ES UNA LAGUNA DE TRATAMIENTO
Las lagunas de Estabilización constituyen una de las formas sencillas y simples
para tratar aguas residuales y depurarlas, a este tipo de tratamiento se le denomina sistema
biológico de líquidos residuales pueden ser de tipo domésticos o también de tipos
industriales, su estructura no es otra cosa que la excavación de grandes huecos u oramen
que se los realiza en el suelo para albergar una gran cantidad de agua e incluir la presencia
de sólidos disueltos que luego de una ardua permanencia permiten la depuración de estos
residuos por procesos naturales, se puede considerar un nivel de clasificación dependiendo
de la cantidad de oxígeno disuelto o dependiendo de su profundidad se puede determinar el
tipo de laguna de tratamiento que se está realizando, porque en razón de su profundidad las
bacterias sean estas aeróbicas o anaeróbicas realizan en proceso de depuración para una
mayor comprensión determinamos la profundidad y el tipo de lagunas.
36
Lagunas aerobias menores a 1 metro de profundidad
Lagunas Facultativas equivalente a 1,5 m de profundidad
Lagunas Anaerobias entre 2,5 y 3 m de profundidad. No hay algas
Gráfico 14. Modelaje de los tipos de lagunas
2.3.2 CLASES DE LAGUNAS
2.3.2.1 LAGUNAS EN SERIE Y PARALELO
El mayor argumento para la construcción de una laguna grande está relacionado
con el beneficio que ocasionan los vientos. Sin embargo, hoy se reconoce el beneficio de
las baterías de lagunas, sean en serie o en paralelo.
En serie:
• Mejora la calidad bacteriológica del agua
• Se obtiene mayor economía del área
En paralelo:
• No mejora la calidad del efluente pero trae ventajas en su operación
• Mejor para la arrancada de las lagunas el tener lagunas más pequeñas, ya que se llenan
más rápido.
• Mayor facilidad para la limpieza
37
2.3.2.2 CRITERIOS DE DISEÑO Y/O EVALUACIÓN DE LAS LAGUNAS.
Existen diversos criterios acerca de la selección del método más apropiado para el
diseño y/o evaluación de lagunas. Algunos autores plantean, no sin razón, que ninguno de
los métodos disponibles es totalmente confiable, pues las condiciones climáticas y
ambientales pueden dar al traste con cualquier diseño. Es por ello que se recomienda que
el diseño de lagunas deba realizarse para cada caso, sobre la base de la experiencia local o
la experimentación a escala piloto y que no siempre sea posible una generalización.
Por otra parte existen métodos de diseño que tratan de solucionar la problemática
planteada incluyendo algunas características climáticas tales como temperatura y radiación
solar.
En general una laguna puede considerarse como un reactor biológico, en el que
deben combinarse las leyes básicas de la hidráulica y los métodos de diseño de reactores
químicos, para que sea capaz de describir el transporte y remoción de la masa
contaminante, asumiendo flujo continuo ó discontinuo. Los procesos biológicos dentro de
la laguna son más continuos que discontinuos, por lo que la consideración de la laguna
como un reactor a flujo continuo es un enfoque más realista y de ahí su mayor aplicación.
2.3.2.3 LAGUNAS AERÓBICAS
Soportan cargas orgánicas bajas y contienen oxígeno disuelto en todo instante y en
todo el volumen del líquido, en este tipo de lagunas las bacterias aerobias descomponen los
38
residuos, mientras que las algas por proceso de fotosíntesis, proveen el oxígeno suficiente
para mantener un ambiente aerobio.
Bajo esta denominación se incluyen aquellas lagunas en las que la materia
biodegradable, suspendida y disuelta, es estabilizada por la acción de microorganismos
aerobios. El oxígeno es suministrado por la acción fotosintética de las algas y por el
oxígeno que se difunde del aire. Debido a que la luz solar es esencial para la producción de
oxígeno mediante algas, la profundidad de estas lagunas está limitada de acuerdo con la
penetración de la luz, y normalmente es menor de 50 cm.
Los principales procesos que ocurren durante la estabilización en este tipo de
lagunas son degradación aerobia.
A su vez, las algas sintetizan materia orgánica que se incorpora a su propio
protoplasma Fotosíntesis.
Nitrificación
Aunque estas lagunas admiten cargas de DBO relativamente altas, especialmente
en los países de clima tropical, su poca profundidad hace que se requieran grandes áreas
para su construcción y hoy día tienen un uso muy limitado.
2.3.2.4 LAGUNAS AIREADAS FACULTATIVAS
Son una extensión de las lagunas facultativas convencionales. Tienen como función
suministrar oxígeno al proceso, cuando la actividad de las algas se reduce durante la
39
noche. Esta acción provoca la disminución de la zona anaeróbica e incrementa la aeróbica,
provocando la concentración de algas en toda la masa líquida.
2.3.2.5 LAGUNAS AIREADAS DE MEZCLA COMPLETA
Tienen un nivel de potencia instalados (aireadores) suficientemente alto para
suministrar todo el oxígeno requerido y además para mantener en suspensión los sólidos.
Es una variante de aireación prolongada sin recirculación. Tiene mayor permanencia
hidráulica.
2.3.2.6 LAGUNAS DE AIREACIÓN
Este tipo de laguna recibe oxigeno de manera artificial, a través de aireadores
mecánicos o aire comprimido.
2.3.2.7 LAGUNAS ANAEROBIAS
Son unidades más pequeñas de la serie de lagunas, por lo general tienen una
profundidad de 2 a5 m y reciben cargas orgánicas volumétricas mayores a 100g /DBO5/
/m3 /d., estas altas cargas orgánicas producen condiciones anaerobias estrictas (oxígeno
disuelto ausente) en todo el volumen de la laguna.
En términos generales, las lagunas anaerobias funcionan como tanques sépticos
abiertos y trabajan extremadamente bien en climas calientes. Una laguna anaerobia bien
diseñada puede alcanzar remociones de DBO5 alrededor del 60% a temperaturas de 20 °C.
Un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 1 día es suficiente para aguas residuales con
40
una DBO5 de hasta 300 mg/l y temperaturas superiores a 20 °C. Los diseñadores siempre
han mostrado preocupación por las posibles molestias generadas por los olores. Sin
embargo, los problemas de olor pueden minimizarse con un diseño adecuado de las
unidades, siempre y cuando la concentración de SO42- en el agua residual sea menor a 500
mg/l. La remoción de materia orgánica en laguna anaerobia es gobernada por los mismos
mecanismos que ocurren en cualquier reactor anaerobio.
2.3.2.8 LAGUNAS FACULTATIVAS
Estas lagunas pueden ser de dos tipos: laguna facultativas primarias que reciben
aguas residuales crudas y laguna facultativas secundarias que reciben aguas sedimentadas
de la etapa primaria (usualmente el efluente de una laguna anaerobia).
Las lagunas facultativas son diseñadas para remoción de DBO5 con base en una
baja carga orgánica superficial que permita el desarrollo de una población de alga activa.
De esta forma, las algas generan el oxígeno requerido por las bacterias heterotróficas para
remover la DBO5 soluble.
Una población saludable de algas le confiere un color verde oscuro a la columna de
agua. Las lagunas facultativas pueden tornarse ocasionalmente rojas o rosadas debido a la
presencia de bacterias fotosintéticas púrpuras oxidantes del sulfuro. Este cambio en la
ecología de las lagunas facultativas ocurre debido a ligeras sobrecargas. De esta forma, el
cambio de coloración en lagunas facultativas es un buen indicador cualitativo del
funcionamiento del proceso de degradación. La concentración de algas en una laguna
facultativa con funcionamiento óptimo depende de la carga orgánica y de la temperatura,
pero frecuentemente se encuentra entre 500 a 2000 μg clorofila-a/l. La actividad
41
fotosintética de las algas ocasiona una variación diurna de la concentración de oxígeno
disuelto y los valores de ph. Variables como la velocidad del viento tienen efectos
importantes en el comportamiento de la laguna facultativa, ya que se genera mezcla del
contenido de la laguna, un buen grado de mezcla produce una distribución uniforme de
DBO5, oxígeno disuelto, bacterias y algas, y en consecuencia una mejor estabilización del
agua residual.
En las lagunas facultativas se distinguen dos zonas de trabajo bien diferenciadas:
una región aerobia en la superficie y cercana a ésta y una región anaerobia en el fondo.
Entre ambas existe una zona, no muy bien delimitada, facultativa. (Ver figura)
La carga orgánica de estas lagunas para países tropicales puede oscilar entre 20 y
35 g m-2 d-1 con profundidades entre 1,5 y 2,5 m.Por lo general, una fracción de la
materia orgánica contaminante que llega a la laguna es sedimentable, lo que origina la capa
anaeróbica en el fondo.
Las lagunas facultativas operan correctamente aun cuando todo su volumen no se
encuentre oxigenado.
La radiación solar puede ser un elemento limitante en la operación adecuada de
este tipo de lagunas. Según Thirumurthi se requiere un mínimo de 4 cal cm-2 d -1 por cada
g de DBO aplicado m-2 d-1, Eckenfelder sitúa este valor en 9 cal cm-2 d-1, mientras que
Ildeu Duarte da el valor de 6 cal cm-2 d-1.
42
Gráfico 15. Mecanismo asociados a la depuración en lagunas facultativas.
No toda la energía solar que llega a la laguna es utilizada. Después de un cierto
valor de intensidad de luz donde las algas se saturan, el resto no es utilizada excepto para
elevar y mantener la temperatura. Así, por ejemplo, el valor de saturación estimado para un
cierto tipo de clorella es de 60 cal cm-2 d-1.
2.3.2.9 LAGUNAS DE MADURACIÓN
Estas lagunas reciben el efluente de lagunas facultativas y su tamaño y número
depende de la calidad bacteriológica requerida en el efluente final. Las lagunas de
maduración son unidades poco profundas (1.0-1.5 m) y presentan menos estratificación
vertical, al tiempo que exhiben una buena oxigenación a través del día en todo su volumen.
La población de algas es mucho más diversa en las lagunas de maduración comparada con
las lagunas facultativas. Por lo tanto, la diversidad se incrementa de laguna en laguna a lo
largo de la serie. Los principales mecanismos de remoción de patógenos y de coliformes
fecales en particular son gobernados por la sinergia con la foto-oxidación.
43
Por otro lado, las lagunas de maduración sólo alcanzan una pequeña remoción de
DBO5, pero su contribución a la remoción de nitrógeno y fósforo es más significativa.
Reportan una remoción de nitrógeno total del 80% en todo el sistema de lagunas (laguna
anaerobia+ laguna facultativa+ lagunas de maduración), y de esta cifra el 95% corresponde
a la remoción de amonio.
Es de resaltar que la mayoría del nitrógeno amoniacal se remueve en las lagunas de
maduración. Entre tanto, la remoción total de fósforo en los sistemas de lagunas es baja,
usualmente mes de 50%.
2.3.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE TRATAMIENTO
Ventajas:
Bajo costo
Necesitan poco o ningún componente importado
Nulo consumo energético
Simples de construir y operar
Confiables y fáciles de mantener
Pueden absorber aumentos bruscos de cargas hidráulicas u orgánicas
Posibilidad de tratar vertimientos industriales fácilmente biodegradables
Elevada estabilización de materia orgánica
Producen afluentes de alta calidad, con excelentes reducción de microorganismos
patógenos
La aplicación de trazadores (pantallas) acelera la eficiencia de estas lagunas cumpliendo la
norma de permanencia de sólidos previo a la descarga de efluentes.
44
Desventajas:
Como desventaja de las lagunas de tratamiento se podría establecer es que
requieren más área de terreno que cualquier otro tipo de tratamiento para aguas residuales.
Otra desventaja puede estar dada sino se realizan los respectivos mantenimientos
que requieren.
2.4 EFICIENCIA DE LAS LAGUNAS
Cuando hablamos de eficiencia en lagunas de tratamiento podemos considerar dos
aspectos que lo damos a conocer a continuación, que tiene que ver con la eficiencia en el
tratamiento y la eficiencia hidráulica, aspectos que hay que considerarlos de manera
separada y lo explicamos a continuación.
2.4.1 EFICIENCIA EN EL TRATAMIENTO
Muchos se preguntan cuan eficientes son las lagunas de tratamiento, como saber si
en realidad están cumpliendo la misión de depurar los sólidos disueltos y si se está
cumpliendo en realidad el tiempo de permanencia de la materia orgánica en el interior de
la laguna.
Pero en sí muchos son los factores que inciden en cuanto a la eficiencia de estos
sistemas y dependiendo del tipo de laguna en la que se está tratando la remoción de sólidos
o materia orgánica suspendida, mencionaremos algunos.
Cumplimiento de los procesos por parte del operador.
Remoción de lodos en determinados tiempos.
45
Que el suelo donde está ubicada tenga la suficiente plasticidad para evitar
infiltraciones, o se la cubra con material geo textil.
Ubicación correcta de la tubería de alimentación y expulsión de agua tratada.
Tiempo de permanencia de los sólidos disueltos.
Que los muros de contención entre una y otra laguna mantengan el agua separada y
no se produzca la mezcla de agua entre una laguna y otra, etc.
Dentro de esta eficiencia podemos indicar que:
Las lagunas aerobias son las menos eficientes, en su mayoría requieren de grandes
espacios de suelo para su implantación y operación.
Las lagunas anaerobias, en su mayoría son utilizadas como lagunas primarias y
pueden lograr remociones de hasta un 60% de materia orgánica y sólidos suspendidos o
disueltos.
Las lagunas facultativas están dentro de las más eficientes pueden remover, sólidos
de aguas residuales cloacales e industriales, y si están después de una o dos lagunas
facultativas pueden remover hasta el 90% de remoción de DBO5.
2.4.2 EFICIENCIA HIDRÁULICA
La eficiencia hidráulica de las lagunas de estabilización está dada por los procesos
que se dan para la remoción de sólidos y elementos patógenos y se determinan a través de
sus ventajas y desventajas, para lo cual mencionaremos los principales.
46
La eficiencia con la cual se realiza un proceso depende de la adecuada selección y
especificación de las variables que lo afectan y particularmente de las características
hidráulicas de la estructura o reactor, en el cual se están efectuando las conversiones o
reacciones correspondientes.
Limitaciones hidráulicas tales como inadecuada distribución del flujo entre
distintas unidades en paralelo usadas para ejecutar un proceso, pobre configuración de las
estructuras de entrada y salida de un reactor, inadecuada mezcla de la masa de fluido que
está siendo tratada, etc., son factores importantes a la hora de optimizar una unidad de
tratamiento.
Muchas plantas de tratamiento no tienen la eficiencia esperada por limitaciones en
el comportamiento hidráulico de sus estructuras. La literatura convencional sobre
tratamiento no provee normalmente la información necesaria para que el diseño y
operación de los procesos se hagan considerando aspectos hidráulicos, el adecuado
comportamiento hidráulico de una unidad de tratamiento no es una condición suficiente,
pero si necesaria, para una buena eficiencia del proceso que en ella se realiza.
2.5 DEFINICIÓN DE HIPÓTESIS
Una vez realizada la revisión bibliográfica, es oportuno declara la hipótesis, de
acuerdo al análisis pre- establecido y, revisado el manejo del sistema de lagunaje de Las
Orquídeas y de la inspección INSITU se determina como hipótesis la siguiente:
“Las lagunas de las Orquídeas tienen una eficiencia por debajo del 50% de su
eficiencia”.
47
La hipótesis antes expuesta ha sido obtenida en función del siguiente proceso de
formulación, el cual se presenta en forma de esquema a continuación.
Esquema 1. Proceso de la formulación de la hipótesis
Muchos sistemas de tratamiento generalmente no tienen las eficiencias esperadas
debido esto a múltiples factores como limitaciones en el comportamiento hidráulico de sus
estructuras, inadecuada distribución de flujo por mala ubicación de la entrada y por
limitaciones en el comportamiento hidráulico de sus estructuras, que influyen en su
eficiencia.
DEFINICIÓN DE
HIPÓTESIS
ANÁLISIS BIBLIOGRÁFICO
ANÁLISIS DE CALIDAD DE AGUA
INSPECCIONES DE CAMPO
ZONAS CON SISTEMAS DE TRATAMIENTO
PRUEBA DE TRAZADORES
COMPROBACIÓN DE HIPÓTESIS
PRUEBAS DE TRATAMIENTO
CAMPO
LABORATORIO
48
CAPÍTULO III
3 MARCO METODOLÓGICO
Esquema 2. Proceso de los resultados
INICIO
SISTEMAS DE ALCANTARILLADO Y PLANTAS DE TRATAMIENTO PARA AGUAS SERVIDAS Y RESIDUALES
BIBLIOGRAFÍAZONAS CON SISTEMAS DE TRATAMIENTO
ZONAS CON SISTEMAS SIN TRATAMIENTO
OBSERVACIÓN PRELIMINAR ZONA DE
ESTUDIO
ZONA DE ESTUDIO
I INFORMACIÓN
PROBLEMÁTICA DEL SECTOR
ORQUÍDEAS
DATOS DE POBLACIÓN SOCIOECONÓMICA
PRODUCCIÓN DE DESCARGA
TIPO DE DESCARGA
II DATOS
COMPARACIÓN Y EFECTOS
PLANTAS DE TRATAMIENTO
DIAGNÓSTICO
III RESULTADOS DIAGNÓSTICO
49
3.1 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN.-
A continuación para el desarrollo del presente trabajo de investigación se
consideraron los siguientes métodos:
Método Exploratorio.- Fue utilizado para la revisión bibliográfica, así como para
la definición de la hipótesis; es decir, bajo un planteamiento que se justifica en el marco
teórico que preliminarmente fue realizado.
Método de Modelación.- A escala de laboratorio se efectuó la evaluación del
comportamiento de la remoción de parámetros de calidad de agua de las lagunas.
Método Deductivo.-Utilizado para determinar la eficiencia hidráulica se
contrastaron por los obtenidos por lagunaje y EMAPAG-EP obteniendo así luces para
interpretar y definir dichos resultados para este fin.
Método Explicativo.- Una vez obtenido los resultados de laboratorio del trabajo de
investigación, utilizando el método explicativo, se obtiene las razones técnicas por las
cuales se han originado dichos resultados.
3.2 MATERIALES DE LA INVESTIGACIÓN
Se realizó simulando las condiciones hidráulicas de las Lagunas Las Orquídeas a
escala de Laboratorio; para este fin se escogió el laboratorio de aguas de la Universidad
Católica Santiago de Guayaquil, para este efecto, se replicó el tiempo de retención de 18
días mediante el uso de tanques plásticos cuadrados tipo PLASTIGAMA (ver anexos las
50
imágenes) considerando un caudal de 0.10 l/seg; bajo este parámetro se diseñó el prototipo
cuyas dimensiones fueron las siguientes Largo: 1.50 m - Ancho: 1.50 m - Altura: 0.70 m;
es necesario explicar que la altura de la columna de agua fue de 0.40 m.
Para efectos de mantener el caudal constante se utilizó una bomba peristática. El
suministro de agua para el experimento fue obtenido directamente del cárcamo de la
Estación de Bombeo Las Orquídeas localizada en la Avenida Francisco de Orellana y
frente a la ciudadela del mismo nombre. Se utilizaron tanques plásticos de 55 gln que
abastecen a la planta escala de laboratorio, los cuales se los abasteció con aguas residuales
trasladados desde la estación de bombeo. El transporte de las aguas residuales desde la
Estación de Bombeo hasta el laboratorio de la UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTIAGO
DE GUAYAQUIL (UCSG) se realizó mediante el uso, de tanques cilíndricos plásticos de
55 gln.
La planta fue acondicionada en los exteriores del laboratorio el cual cuenta con
todos los equipos e insumos para el desarrollo de los análisis motivo de investigación.
3.3 DISEÑO DEL EXPERIMENTO
A continuación considerando el esquema antes planteado se presenta una
descripción de los principales pasos del experimento:
Muestreo del Afluente: Los resultados sobre la calidad del afluente fueron
obtenidos mediante un muestreo los cuales fueron validados con información de
51
los registros primarios de la caracterización de las aguas residuales de la Estación
de Bombeo Las Orquídeas efectuados por la Concesionaria INTERAGUA.
Muestreo del Efluente de la Planta: La calidad del efluente fue monitoreada en los
siguientes tiempos de retención 5, 10, 12, 15 y 20 días; este distribución de la
frecuencia de toma de muestras se justifica considerando que de acuerdo a la teoría
de lagunas de esta naturaleza, tiene un promedio de 24 días; no obstante debido, a
lo observado, de manera preliminar se deducía que el tiempo de retención real es
menor, motivando la adopción como tiempo máximo del experimento de 20 días.
Muestreo del Efluente de la Laguna: Los resultados La calidad del efluente fueron
obtenidos mediante un muestreo los cuales fueron validados con información de los
registros primarios de la caracterización de las aguas residuales efectuados por la
Concesionaria INTERAGUA.
Prueba de Eficiencia Hidráulica y de Tratabilidad.- La muestra del afluente
obtenida de la laguna fue mediante el uso del simulador se replicaron a escala de
laboratorio las condiciones de las lagunas Guayacanes, Samanes, tanto en
velocidad como caudal; una vez corrido el modelo, se obtuvieron muestras del
efluente en diferentes tiempos, simulando diferentes tiempos de retención, y se
analizó DBO y coliformes; estos resultados se compararon con los resultados
proporcionado del efluente de las lagunas con el simulador.
52
Esquema 3. Aproximado del sistema de tratamiento
3.4 LOGÍSTICA GENERAL
Como fue mencionado las aguas residuales para el experimento fueron extraídas de
la Estación Las Orquídeas, para este efecto un ayudante contratado realizaba la extracción
y mezcla de las aguas residuales hasta el tanque; una vez obtenido el volumen requerido
por día, este era transportado hasta las instalaciones del laboratorio de Calidad de Aguas de
la Universidad Católica de Santiago de Guayaquil; lugar en donde se puso en
funcionamiento la planta a escala de Laboratorio.
Los análisis de laboratorio fueron realizados por el Blgo. Edison Alvarado, Jefe de
Laboratorio; esta experimentación realizada entre el 1 de marzo y29 de marzo de 2011;
contando con la asistencia de un ayudante de laboratorio.
53
La secuencia de las actividades propuestas de investigación se describe, en
términos generales, a continuación:
Recopilación y revisión bibliográfica.- las principales instituciones en las cuales se
obtendrá información es la ECAPAG, INTERAGUA y la Dirección de Medio
Ambiente del Municipio de Guayaquil; completamente se realizo revisión
bibliográfica de pruebas hidráulicas.
Análisis de la información.- se realizará una evaluación de la información obtenida,
principalmente de los parámetros de calidad de aguas, a efectos de entender el
actual comportamiento de las lagunas en cuanto a remoción de parámetros.
Análisis y Discusión de Resultados.- con todos los resultados procesados se
efectuará un análisis e interpretación luego de lo cual se discutirán dichos
resultados que serán extrapolados a impactos sobre el recurso receptor.
3.5 MÉTODOS PARA SUSTENTACIÓN DE LOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Para alcanzar el objetivo específico relacionado con la determinación de la
eficiencia hidráulica de la laguna fueron utilizados los resultados del efluente obtenidos a
escala real como a escala de laboratorio; puesto que el experimento a escala de laboratorio
determino una calidad del efluente durante un período total de 20 días, se determinó en que
tiempo la calidad del efluente de la prueba a escala de laboratorio era igual a la obtenida a
escala real; una vez obtenido este tiempo, que representa el tiempo de retención real,
54
comparado con el tiempo de retención teórico se determina la eficiencia hidráulica de la
Laguna.
El tiempo de retención teórico se obtuvo dividiendo el volumen de diseño de la
laguna sobre el caudal del proyecto; el volumen fue obtenido mediante formular
geométrica en función de los planos de diseño; y, el caudal fue proporcionado por la
Concesionaria INTERAGUA.
Para alcanzar el objetivo específico relacionado con la relación entre la eficiencia
hidráulica y la eficiencia de remoción; con la misma información procesada se obtiene una
relación entre las eficiencias, de tal forma que se establece en virtud de la mejoras en el
comportamiento hidráulico de la laguna la mejora de la calidad del efluente.
Para lograr el objetivo específico relacionado con el mejoramiento de calidad de las
descargas, se utilizó la Guía propuesta por la Dirección de Medio Ambiente del Municipio
de Guayaquil, en la cual se establecen los programas mínimos que deben incorporarse para
el diseño de medidas ambientales; al respecto es necesario explicar que el diseño de las
medidas ambientales se enfoca principalmente a lograr mejoras condiciones de calidad de
la descarga final en la búsqueda de una mejor eficiencia hidráulica.
3.5.1 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Y PROGRAMA DE MONITOREO
Se han utilizado fuentes de información y monitoreo realizado por la empresa
INTERAGUA dentro del manejo y operabilidad de las lagunas motivo de la investigación,
55
se considero muy importante tener en cuenta los indicadores recolectados.(ANEXOS
REVISAR TABLAS)
3.5.1.1 ÁREA DE MUESTREO
El área de muestreo está determinada por la superficie de implantación de las dos
lagunas, sin embargo se realizó un monitoreo por observación en la que se incluyeron
registros fotográficos para establecer coloración del agua dentro y fuera de la laguna,
presencia de natas flotantes, presencia de insectos, presencia de agua espumosa,
vegetación, limpieza del sector de estudio, niveles de reboce, conformación de taludes, etc.
(Ver anexos imágenes)
3.5.1.2 UBICACIÓN DE LA ESTACIÓN
La planta de bombeo, está ubicada en la vía principal de ingreso de la ciudadelas
las Orquídeas en la Av. Francisco de Orellana, a través de una estación de bombeo se
realiza la impulsión de agua hasta la laguna, la tubería va bordeando el canal de descarga
de aguas lluvias de los vergeles, un asentamiento informal ubicado en los alrededores
donde se ubica las lagunas, es importante considerar la proximidad de viviendas en los
alrededores donde se ubica nuestro objeto de estudio, considerando que el destino final de
las aguas tratadas va al canal de los vergeles y finalmente al río Guayas, uno de los
principales ríos de la ciudad de Guayaquil, que sirve como vía de comunicación fluvial y
principal de abastecedor de aguas dulce para la potabilización de agua para la ciudad.
(VER IMÁGENES ANEXOS)
56
3.5.1.3 EXPERIENCIAS DE LA OBSERVACIÓN
De las observaciones se pudo establecer que las lagunas no cuentan con un
programa adecuado de mantenimiento, se comprobó la ineficiencia en cuanto al manejo y
operabilidad de las mismas, unas de las primeras observaciones que se detecto fue la
presencia de natas flotantes, destrucción de los muros de contención por ende las aguas se
mezclan en las dos lagunas, considerando un indicador de que no se está cumpliendo la
permanencia total de la materia orgánica que se debe cumplir en toda laguna de
tratamiento, presencia de espuma en la descarga de la Laguna, poco mantenimiento en los
reboces de cada una de las algunas, presencia de malezas en sus alrededores, etc.
57
CAPÍTULO IV
4 RESULTADOS
4.1 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
4.1.1 DATOS DEL EFLUENTE DE LAS LAGUNAS - REGISTRO INTERAGUA
Ver anexos de análisis físico químico y bacteriológico de la estación de bombeo,
año 2009.
Ver anexos parámetros de medición en el año 2010 y 2011a la entrada y salida del
sistema realizados por INTERAGUA.
4.1.2 DATOS DEL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL EXPERIMENTO
Datos obtenidos de los resultados de laboratorio inicial DBO y Coliformes fecales
Tabla 2. Datos de laboratorio
Fecha Hora DBO
(mg/l)
CF
(NMP/100ml)
afluente 09-mar 18H30 165 7,00E+07
efluente 34,6 3,00E+05
Ver anexos pruebas de laboratorio realizadas en el simulador
4.1.3 DATOS DEL EXPERIMENTO – RESULTADOS DEL LABORATORIO.
Datos obtenidos de los resultados de laboratorio a los diferentes días de DBO y
Coliformes
58
Tabla 3. Efluente simulador
Ver anexos pruebas de laboratorio realizadas en el simulador
4.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El trabajo de realizar una simulación de las lagunas nos ha ayudado a corroborar lo
planteado en la hipótesis en la que determinamos que la eficiencia hidráulica de la laguna
está por debajo del 50% de la eficiencia hidráulica, una vez realizado los análisis
respectivos y logrando sacar las curvas de eficiencia tanto para DBO y coliformes fecales,
se determina que el tiempo de permanencia de la materia orgánica en la laguna esta en el
rango de los 18 a 20 días y no cumple el tiempo promedio que debe ser como mínimo de
24 días, los factores han sido indicados anteriormente uno de los más preocupantes es la
mezcla de las aguas de las dos lagunas debido a que el dique de contención no cumple su
función debido a los constantes derrumbes.
Fecha Hora Tiempo DBO CF
09-mar 18H30 - 165 7,00E+07
14-mar 16H30 5,00 65,7 2,20E+05
19-mar 16H30 10,00 23,6 4,00E+04
21-mar 18H30 12,00 23,1 8,00E+03
29-mar 16H30 20,00 12,6 3,00E+02
efluente simulador
59
4.2.1 EFICIENCIA HIDRÁULICA
4.2.1.1 PARÁMETRO - DBO
Gráfico 16. Resultados del efluente del similador
En los cuadros posteriores explicamos un poco más detallado lo que tiene que ver
con la eficiencia hidráulica, sin embargo explicaremos ligeramente con lo que
denominamos eficiencia, se considera el tiempo de residencia hidráulica de los elementos
al interior de la laguna de las impurezas que recibe, en este caso hemos considerado la
presencia de DBO entendiéndose como tal la presencia de materia orgánica al interior de la
laguna, el medio de soporte, área superficial que cubre a la laguna, la capacidad de
retención que tiene el suelo que sostiene la masa de agua o porosidad de la misma, y la
altura de columna de agua en la que se miden los elementos que aportan para la
descomposición de esta materia orgánica medida a través de este parámetro DBO.
El gráfico superior muestra en la curva que simula de acuerdo a los datos obtenidos
el mayor tiempo de retención de la materia orgánica (DBO), los rangos que se obtuvieron a
través de las pruebas de laboratorio están dentro de él margen de 5 a 10 días, buscando los
60
tiempos óptimos para la toma de la muestra de retención porque consideramos que durante
este tiempo se ha producido el margen donde los elementos encargados de la
descomposición de la materia actúan en este proceso, realizando una extrapolación, se ha
logrado obtener el tiempo de eficiencia real en la retención y nos arrojó un tiempo real de
8,69 días, datos obtenidos a través de las muestras de laboratorio que se han obtenido
durante el tiempo promedio de veinte días en rangos de 5 días tal como se indicó
anteriormente, estos muestreos fueron controlados a través del biólogo del laboratorio que
simula en parte las tomas que debe obtener el operador en la planta de tratamiento una vez
que se ha considerado los tiempos promedios para realizar la investigación, finalmente se
obtuvo que el tiempo de promedio de retención real para la remoción de la materia
orgánica DBO es de 8,69 días, y el tiempo teórico de diseño de la laguna es de 18 días,
obteniéndose como resultado final que el tiempo de eficiencia hidráulica es de 48,30 %,
con esto se corrobora lo indicado en el planteamiento de la hipótesis que indica que el
tiempo de eficiencia hidráulica está por debajo del 50%.
Gráfico 17. Parámetro coliformes fecales
61
Otro de los parámetros más medidos en los sistemas de tratamiento son las
coliformes fecales, que están presentes en casi todos los cuerpos de agua, entendiéndose
como tal a los microorganismos en su mayoría de origen humano pero puede ser que se
encuentren también los de origen animal, los sistemas de tratamientos o lagunas, están
diseñados para remover o eliminar la presencia de estos microorganismos, siendo así uno
de los parámetros que sirven para definir la calidad del agua, nos preguntamos porque
buscamos la presencia de estos grupos bacterianos en los sistemas de tratamiento, porque
estos están presentes en todos los organismos de los mamíferos, entre ellos los humanos, y
en los suelos donde hay presencia de contaminación fecal, al caer la lluvia y por es
corrienta son llevados por arrastre a los sistema de conducción de agua sean estos
sanitarios o pluviales. Son los más fáciles de identificar en laboratorio por su capacidad de
formar la lactosa por los que les da una forma fácil de identificarlos en los cuerpos de
agua.
Porque es importante removerlos, estos microorganismos son causante de la
transmisión de una serie de enfermedades, siendo una de las razones por la que cuidamos
las descargas de aguas en especial aquellas en las que están cerca de poblaciones y las
demás cuidado donde existen altos porcentajes de población infantil quienes son los más
vulnerables a las enfermedades en su mayoría de origen intestinal. Estos factores se
agudizan con el crecimiento de la población quienes ven la necesidad de un mayor
consumo de agua, que es una de las vías por las que los humanos reciben a estos
microorganismos.
Con estos antecedentes podemos establecer la necesidad de medir estos parámetros
en los cuerpos de agua en especial aquellos que sirven para el tratamiento y depuración de
62
estos elementos nocivos para la vida humana, en nuestro cuadro indicativo vemos la
tendencia de la curva en razón de los días del muestreo tomado en el laboratorio, donde se
han considerado escalas en la toma de la muestra que van en el orden de 5 a 10 días,
logrando un mayor tiempo de retención de acuerdo a la escala del muestreo, y
considerando el tiempo teórico de retención de la laguna que es de 18 días, igual que en la
DBO se realizó la extrapolación donde se obtiene un tiempo real de retención de 4.99 días
considerando los datos obtenidos en el simulador, y lograr un tiempo de eficiencia
hidráulica de 27,75%, es decir que en los 18 días es mayor la remoción de coliformes que
la DBO en la laguna de tratamiento, de acuerdo a los datos obtenidos en el simulador.
4.2.2 EFICIENCIA HIDRÁULICA VS EFICIENCIA DE REMOCIÓN
Cuadro 2. Diferencia entre eficiencia hidráulica y remoción
Muchas son las razones que nos llevan a definir cuán eficientes son los sistemas de
tratamiento de aguas o lagunas de oxidación, y cuanto es el nivel de remoción en cuanto a
la materia sólida en suspensión son capaces de remover. Las lagunas de estabilización
fueron diseñadas para el tratamiento de aguas domésticas y residuales.
La función real del proceso es estabilizar la materia orgánica y remover los
elementos patógenos de las aguas residuales realizando una descomposición de la materia
orgánica, de ahí la pregunta de saber cuánto es la capacidad de retención que tienen las
Eficiencia
Hidráulica DBO Coliformes
5,00 28% 60,18% 99,686%
10,00 56% 85,70% 99,943%
12,00 67% 86,00% 99,989%
20,00 111% 92,36% 100,000%
RemociónTiempo de
Retenión
63
lagunas de las Orquídeas y una forma de determinarlo es verificar esa capacidad de
retención, es una de las razones que nos llevó a realizar y a despejar esa duda analizando
un sistema de modelaje que asemeje la realidad de las lagunas, por ello se tomaron
muestras del mismo sitio donde se alimenta a las lagunas en este caso la estación de
bombeo, el cuadro nos muestra cual es esa capacidad de retención en un muestreo de 20
días, y en el cuadro apreciamos cual es el comportamiento de la materia orgánica vs los
coliformes fecales durante este periodo permitiéndonos tener una apreciación real de este
comportamiento cuando están dentro de la laguna, vale mencionar que en el modelaje no
se cumplen factores negativos como son los puntos muertos, el derrumbe de muros de
separación entre las dos lagunas, la mezcla de agua que se produce cuando se derrumban
los muros de contención, la simulación toma un patrón en el momento de mayor eficiencia
de la laguna, cuando las condiciones son óptimas y nos dan las referencias necesarias de
cuál debe ser el manejo eficiente de estos sistemas, y cuales seria los resultados obtenidos
dentro de estas eficiencias.
Podemos apreciar que para la simulación solo hemos tomado dos parámetros, la
DBO y los coliformes porque son estos los dos parámetros más importantes de mayor
consideración en un sistema de tratamiento.
4.2.3 GRADO DE CONTAMINACIÓN.
Si hay remoción de DBO, pero no suficiente de coliformes.
Una de las razones que nos lleva a realizar esta investigación es minimizar el grado
de polución de las aguas negras también llamadas aguas domesticas o municipales, para
evitar este fenómeno que afecta al medio ambiente fue la creación de sistemas de
tratamiento de estas aguas, una de estas razones de uso de estos sistemas es acelerar el
proceso de remoción de sólidos o también llamadas materias orgánicas con la finalidad de
64
aliviar estos procesos en los espacios marinos naturales, que si es bien cierto la naturaleza
también lo realiza pero de una manera muy lenta que no es proporcional a la demanda de
descarga que se producen sobre todos en los centros poblados donde cada día es mayor la
cantidad de carga orgánica que se desplaza por la infraestructura sanitaria de las grandes
ciudades.
Las infraestructura sanitaria de las ciudades fueron creadas para transportar grades
cantidades de aguas negras y grises en las que se incluyen desechos sólidos se incluyen
otros sistemas de contaminación como son los metales, compuestos orgánicos y otros tipos
de basura, entre aceites y grasas, para aliviar este proceso de contaminación que antes era
descargado directamente a los ríos y lagunas, se diseñaron cuerpos receptores dedicados a
los procesos de depuración alivianando con estos el trabajo de los cuerpos marinos, que
muchas veces por la agresividad con la que reciben estas desechos orgánicos, se
incapacitados de poder depurarlas, y más bien sus aguas terminan perdiendo la carga de
oxígeno para finalmente sucumbir ante la mirada de propios y extraños.
Los cuadros de análisis y resultados establecen que efectivamente hay remoción de
materia orgánica DBO, pero esta no va en la misma proporción con la remoción de los
microorganismos, es decir se mantiene la permanencia de coliformes fecales.
Se han determinado mucho los factores que producen este fenómeno, entre ellos se
han considerado varios factores, como es la mezcla de agua entre las dos lagunas producto
del rompimiento de la franja de separación entre las dos lagunas.
65
4.2.4 OPERATIVIDAD DE LA HIPÓTESIS.
A continuación a medida de resumen respecto al cumplimiento de la hipótesis
planteada en esta investigación, se presenta el cuadro siguiente con los resultados
obtenidos.
Tabla 4. Resultados de la eficiencia hidráulica
PARÁMETRO T. retención
Diseño
(días)
T. retención
Real
(días)
Eficiencia
Hidráulica
Eficiencia
Hidráulica
DBO5 18 8.69 48.30% <50%
COLIFORMES 4.99 27.75%
Como se observa, la eficiencia hidráulica es menor considerando los resultados de
la remoción de los Coliformes Fecales en comparación con los resultados de DBO, sin
embargo, la Hipótesis se cumple en la medida que ambos resultados fueron inferiores al
50% establecido.
66
CAPÍTULO V
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1.1 CONCLUSIONES DE LA HIPOTESIS
Después de haber realizado el análisis respectivo respecto a la eficiencia hidráulica
y de la laguna de Las Orquídeas, habiendo revisado los cuadros de valores que se
obtuvieron del resultado del simulador de la laguna realizado en el laboratorio de aguas de
Universidad Católica Santiago de Guayaquil, de los resultados obtenidos a través del
análisis de observación, donde se detectó que estas no cuentan con un buen manejo, entre
ellas porque se aprecian espacios muertos y presencia de nata, otro factor importante fue
que se observó que los diques de contención que delimitan la separación entre las dos
lagunas se habían derrumbado lo que había provocado que las dos lagunas se unieran
produciendo que las aguas de las dos lagunas se unieran y por lo tanto el tiempo de
retención de las dos lagunas era de menor tiempo de lo establecido como es el de 24 días
como mínimo, tiempo que deben permanecer la materia orgánica en la laguna.
Por ello considero que el uso y aplicación de las normas de manejo de estos
sistemas establecerá las condiciones de salubridad y bienestar a la comunidad que se
encuentra en las cercanías de las lagunas de tratamiento, evitando con ello la proliferación
de enfermedades donde hay un alto índice de población infantil que es la más vulnerable a
estos acontecimientos de contaminación ambiental producido generalmente por el mal
manejo de estos servicios públicos en el tratamiento de aguas servidas y pluviales, con este
trabajo esperamos dar un aporte que ayudara a realizar conciencia y mejorara la empatía de
relación institución y comunidad que al ser una población vulnerable y por ser de bajos
67
recursos económicos se ven obligados a vivir cerca de las fuentes de contaminación sin
importar los peligros a los que se exponen.
Todo lo anterior expuesto es importante establecer que el documento una vez
socializado puede ser replicado para realizar otros estudios a las demás lagunas que prestan
el servicio de depuración en la ciudad de Guayaquil y por qué no aquellas que prestan
servicio privado en algunas urbanizaciones.
5.1.2 CONCLUSIÓN DE LOS OBJETIVOS
Uno de los factores que más se ha tomado en cuenta en la investigación es revisar
de manera minuciosa los informes de los parámetros de medición que ha realizado desde el
año 2009 hasta el 2011, permitiendo tener una mayor objetividad del alcance de la
información con respecto a la eficiencia de las lagunas, sobre todo para concluir si estas
cumplen con las normas ambientales tanto de ingreso y descarga al emisario final como es
el canal de descarga y saber si las aguas vertidas a este canal no está aportando elementos
de contaminación no solo al canal sino a su emisario final que es el río Guayas, y de forma
indirecta este afectando a la población que está en los alrededores
Otro factor que se ha contemplado es tener la seguridad que las lagunas cumplen
con eficiencia hidráulica con respecto a la remoción a la carga orgánica que recibe de la
urbanización las orquídeas, cuando se piensa y se habla de eficiencia hidráulica hay
muchos factores que deben tomarse en cuenta entre ellas podemos mencionar la capacidad
de retención del caudal de agua que recibe y no haya la posibilidad que se presenten
filtraciones y se genere la contaminación de suelo y se esté afectando a terceras personas
como es el caso de la población cercana, otro factor es si los diques de contención están
68
cumpliendo su función de separar el caudal de agua de ambas lagunas, ya que si se
mezclan como es el caso que se constató en la visita al sitio los flujos de permanencia no
se cumplen y por lo tanto la descarga final al canal no está cumpliendo con los parámetros
ambientales permisibles, por ello en nuestro análisis se han tomado dos parámetros que
mundialmente son los más importantes el DBO que tiene que ver con la permanencia para
su depuración dela materia orgánica al interior de la laguna y la demanda de coliformes
fecales que es la presencia y depuración de microorganismos, parámetros que nos
permitirán saber la capacidad de eficiencia que tiene la laguna.
Si bien se ha realizado los informes que ha realizado la operadora INTERAGUA
consideramos que el estudio realizado a las lagunas permitirá realizar otros estudios para
establecer el grado de cumplimiento a las normas ambientales y determinar si estas aguas
vertidas al canal no están contaminado el receptor final en este caso el río Guayas, fuente
de agua de la cual la población de Guayaquil utiliza sus aguas para el proceso de
potabilización.
5.1.3 RECOMENDACIONES
Las recomendaciones que se generan producto del trabajo de investigación son las
siguientes: Recomendaciones de orden técnico respecto al sistema de estudio e
investigación como son las lagunas de estabilización y tratamiento de aguas residuales Las
Orquídeas.
Establecer un programa de monitoreo para la operación y mantenimiento de las
lagunas “Las Orquídeas” tiene como objetivo la acumulación de lodos biológicos y
digerirlos a través de los mecanismos anaeróbicos que ayudan a la depuración de esta
69
aguas para establecer las condiciones adecuadas para la reducción integral de bacterias
apoyadas por el proceso de fotosíntesis, permitiendo que en las capas superiores de aguas
exista la suficiente cantidad de oxígeno y establecer el equilibrio adecuado para el
cumplimiento de normas ambientales y sociales, y garantizar la calidad de agua que
finalmente es aportada al cuerpo receptor para dar la seguridad de la reutilización de esta
agua con otros fines y a la población aledaña, de tal manera que no exista el menor temor
que las aguas aportadas al canal de Los Vergeles no llevan contaminantes y no representan
ningún peligro a la salud y al medio ambiente.
Para cumplir con los objetivos anteriormente indicados, es necesario seguir los
procedimientos adecuados y cumplir con los mecanismos y mediciones requeridos que
establezcan la garantía de la calidad de agua procesando la carga orgánica que soportan
las lagunas y su posterior depuración, entre ellos mencionaremos los siguientes.
Debido a la proximidad de la población a las lagunas distancia promedio 2m, se
hace necesario solicitar la expropiación de las propiedades cercanas a fin de darles un
retiro no menor a 50 metros, con la finalidad de crear un cordón de árboles que eviten la
proliferación de malos olores al sector circundante, y para la seguridad y evitar riesgos de
contaminación se requiere que se realice la construcción de un cerramiento perimetral en el
área circundante de las lagunas.
En la actualidad las lagunas no cuentan en su totalidad con el muro de separación
central que divide a las dos lagunas, este se ve interrumpido en la mitad (ver gráficas del
sitio) lo que origina que la materia orgánica no cumpla el tiempo de retención en la laguna
facultativa y de manera prematura sus aguas se vuelquen hacia la laguna de maduración al
70
existir este vínculo de comunicación, sus aguas se unen generando un falso tratamiento al
no cumplir el tiempo de retención que requieren estos sistemas para el cumplimiento del
tratamiento de aguas residuales, la recomendación es que se proceda a la reconformación
del muro central que divide a las dos lagunas.
Realizar mantenimiento a los taludes de contención de las dos lagunas, evitando la
erosión y que la altura sobrepase al menos 0,50 metro sobre el nivel de las aguas
garantizando la mayor permanencia de estas en cada laguna y evitando la mezcla de las
dos aguas. Se debe revisar por lo menos una vez por mes el estado en que se encuentran
los taludes de contención y una vez por semana en la estación invernal.
Mantenimiento de las bombas que impulsan el agua hacia las lagunas.
Control de los niveles de coliformes fecales.
Demanda bioquímica de oxígeno en el afluente y el efluente (DBO).
Control y manejo de malezas tanto en el sector perimetral de las lagunas
como en sus alrededores.
Control y manejo de plagas mosquitos, roedores u otros vectores que
puedan afectar el normal funcionamiento y control de las lagunas.
71
Realizar un control de procedimientos en medidas de operación y mantenimiento
para la estación invernal.
Realizar mediciones de niveles (batimetría) de las lagunas por lo menos tres veces
en el año, para tener registros de los niveles de acumulación de lodos, y establecer
mecanismos de limpieza a fin de evitar alterar la población bacterias necesarias para la
depuración de las aguas con materia orgánica.
Detección periódica de malos olores y colores.
Remoción de natas y sólidos flotantes.
Al exterior e interior de las lagunas existen una gran cantidad de fauna en su
mayoría aves que hace permanencia en el sitio y algunas la utilizan como territorio de
paso, es necesario realizar un monitoreo de la fauna y establecer mantenimiento del
ecosistema circundante para la protección y permanencia de esta fauna que ayudan al
enriquecimiento ecológico del sector.
Que la Universidad de Guayaquil a través de su Escuela de Postgrado incentive a
los nuevos maestrantes a realizar nuevas investigaciones sobre eficiencia hidráulica en
todas las lagunas y plantas de tratamiento que depuran el agua sanitaria y pluvial en la
ciudad de Guayaquil y en otras ciudades, porque siempre quedara la duda si estas cumplen
con los procesos de depuración, y en especial aquellas donde sus aguas son compartidas
con poblaciones cercanas a las plantas de tratamiento donde de alguna manera se puede
estar generando algún foco de infección y la poblaciones cercanas se pueden ver afectadas
72
por este fenómeno producido por el mal manejo de los sistemas de tratamiento, establecer
medidas de control y establecer contingencias como son medidas de remedición, si el caso
así lo amerite.
La Universidad de Guayaquil, debe tomar medidas adecuadas propiciando que en
los trabajos de investigación los maestrantes tengan desde el inicio del escogimiento del
tema de tesis la compañía del tutor, que ayude a viabilizar el trabajo de tesis, ayudando al
maestrante a terminar la tesis en el menor tiempo posible, y que se asuma con
responsabilidad para que los estudiantes egresados de las maestrías puedan culminar los
procesos de tesis y luego se conviertan en capacitadores permanentes en temas de tesis y
promover la actitud y predisposición favorable dentro de la tarea formativa y con ello se
contribuya al desarrollo y participación de tutores y maestrante en nuevos temas de tesis.
Socializar y aplicar los temas de tesis en nuevos estudios o que muchos temas de
tesis sean la continuidad de otros temas ya realizados por otros maestrantes de esta manera
se contribuya al estudio y adquisición de nuevos conocimientos basados en la empatía de
maestrante y tutor con el respaldo institucional de la Universidad de Guayaquil.
73
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