UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA FACULTAD DE …bvsde.org.ni/Web_textos/UCA/UCA0012/UCANI2773.pdf ·...

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA

FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGIA Y AMBIENTE

“Evaluación del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) de la ciudad de Estelí, 2007”

Sistematización de práctica profesionalizante para optar al Título de Ingeniero en Calidad Ambiental

Autor: Róger Amed Solís Montoya

Tutor: Ing. Yalena Navarro Cajina

Managua, Nicaragua

Octubre 2008

Dedicatoria

Este trabajo investigativo está dedicado:

A Dios, por permitirme lograr mi meta y aportar un granito de arena en pro de

preservar el medio ambiente.

A mis padres, por apoyarme incondicionalmente en mi proyecto académico.

A mi hermana, que siempre ha estado a mi lado apoyándome en todo momento.

A los maestros, que me enseñaron y guiaron durante los cinco años que duró la

carrera.

A mis compañeros de estudio, grupo que por cinco años se caracterizó por su

unidad, compañerismo, dedicación y perseverancia, lo que nos permitió superar

los obstáculos presentados a lo largo de esos años.

Agradecimientos

Agradecimiento a Dios nuestro Señor, guía espiritual que en todo momento me ha

iluminado para seguir el camino correcto y lograr mis objetivos.

Especial agradecimiento a la ingeniera Yalena Navarro, que con su dedicación y

esfuerzo me ha sabido guiar en la realización de este estudio, fomentando así el

espíritu investigativo del medio ambiente.

Ingeniera Ivette Morazán Rodríguez por su valiosa e incondicional colaboración en

la realización de este trabajo investigativo.

Agradezco a todas las personas que sinceramente contribuyeron de una u otra

manera a la realización de este estudio, ya que sin ellos no hubiese sido posible la

culminación de mi estudio.

A todos(as) muchas gracias y que Dios derrame bendiciones.

Tabla de contenido

1. JUSTIFICACIÓN

2. OBJETIVOS

a. Objetivo General

b. Objetivos Específicos

3. MARCO TEÓRICO

a. Aguas residuales

i. Generalidades

ii. Tipos de agua residual

iii. Características y composición de las aguas residuales municipales

b. Niveles de tratamiento de aguas residuales

i. Tratamiento preliminar

ii. Tratamiento primario

iii. Tratamiento secundario

iv. Tratamiento terciario y avanzado

c. Lagunas de estabilización (primario, secundario y terciario

i. Generalidades

ii. Clasificación

iii. Ventajas y desventajas de las lagunas de estabilización

iv. Procesos que se desarrollan en las lagunas de estabilización

v. El ambiente y las algas

vi. Parámetros de control

vii. Operación y mantenimiento

d. Tratamiento y secado de lodos

4. METODOLOGÍA

5. CONTEXTO DE LA EXPERIENCIA

6. MARCO LEGAL APLICABLE

7. RESULTADOS

a. Registro de medición de caudal

b. Resultados de los análisis fisicoquímicos y bacteriológicos

c. Cálculo de carga contaminante

d. Resultados de la evaluación de la operación y mantenimiento del STAR

8. CONCLUSIONES

9. RECOMENDACIONES

10. LECCIONES APRENDIDAS

11. BIBLIOGRAFÍA

12. ANEXOS

Lista de tablas y gráficos

Tabla 1: Principales parámetros del agua residual municipal

Tabla 2: Clasificación de lagunas de estabilización

Tabla 3: Ventajas y desventajas del uso de lagunas de estabilización

Tabla 4: Métodos utilizados en la realización de los análisis fisicoquímicos y bacteriológicos

Tabla 5: Registro de medición de caudal

Tabla 6: Muestreo del afluente y efluente general del STAR

Tabla 7: Muestreo realizado al módulo “A” (Q = 38 L/s)

Tabla 8: Muestreo realizado al módulo “B” (Q = 45 L/s)

Tabla 9: Muestreo realizado al módulo “C” (Q = 43 L/s)

Tabla 10: Tiempos de retención hidráulica recomendados para el diseño de lagunas anaerobias

Tabla 11: Porcentajes de remoción de carga contaminante en términos de DQO (Kg. /día) de cada unidad de tratamiento

Tabla 12: Equipos para operación y mantenimiento del STAR

Tabla 13: Equipos adquiridos y obras realizadas en el STAR

Figura 1a: Resultados de análisis fisicoquímicos del afluente y efluente general del STAR

Figura 1b: Resultados de concentración de coliformes fecales presente en el afluente y efluente general del STAR

Figura 1c: Porcentajes de remoción de contaminantes en el afluente y efluente general del STAR

Figura 2a: Resultados fisicoquímicos del efluente del módulo "A" (Laguna de maduración)

Figura 2b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "A" (Laguna de maduración)

Figura 2c: Porcentajes de remoción de contaminantes en el módulo A

Figura 3a: Resultados de los parámetros fisicoquímicos del efluente del módulo "B" (Laguna de maduración)

Figura 3b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "B" (Laguna de maduración)

Figura 3c: Porcentajes de remoción de contaminantes en el módulo B

Figura 4a: Resultados de los parámetros fisicoquímicos del efluente del módulo "C" (Laguna de maduración)

Figura 4b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "C" (Laguna de maduración)


Figura 5: Resultados de la concentración de oxígeno disuelto determinado para el efluente general del STAR

Figura 6: Comparación entre los porcentajes de remoción de carga contaminante entre unidades de tratamiento de cada módulo

Lista de abreviaturas

ACEDI: Agencia Española para el Desarrollo

CIRA: Centro de Investigación de Recursos Acuáticos

DBO5: Demanda Bioquímica de Oxígeno

DQO: Demanda Química de Oxígeno

EBAR: Estación de Bombeo de Aguas Residuales

EIA: Estudio de Impacto Ambiental

ENACAL: Empresa Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillado

INAA: Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados

Kg. /día: kilogramos por Día

LF: Laguna Facultativa

LM: Laguna de Maduración

LMP: Límite Máximo Permisible

L/S: Litros sobre Segundos

MARENA: Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales

mg/L: Miligramos por Litro

NMP: Número Más Probable (1000 colonias por cada100 mL)

OD: Oxígeno Disuelto

pH: Potencial de Hidrógeno

Q: Caudal Medio

RAA: Reactor Anaeróbico Abierto

RAS: Red de Alcantarillado Sanitario

Ssed: Sólidos Sedimentables

SST: Sólidos Suspendidos Totales

STAR: Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales

Glosario de términos

Afluente: Se entiende como el caudal de agua que entra de una unidad de

tratamiento o del sistema de tratamiento.

Aguas Residuales: Son aquellas procedentes de actividades domésticas,

comerciales, industriales y agropecuarias que presentan características físicas,

químicas y biológicas que causen daño a la calidad del agua, suelo, biota y a la

salud humana.

Coliforme Fecal: Los microorganismos que tienen las mismas propiedades de

los coliformes totales a una temperatura de 44 ó 44.5°C. También se les designa

Coliformes Termorresistentes o Termotolerantes.

Compost (del latín compositus, ‘compuesto’): abono de gran calidad obtenido

a partir de la descomposición de residuos orgánicos, que se utiliza para fertilizar y

acondicionar los suelos, mejorando su calidad.

Cuerpo receptor: Es parte del medio ambiente en el cual pueden ser vertidos,

directa o indirectamente, cualquier tipo de efluentes tratados o no tratados

provenientes de actividades contaminantes o potencialmente contaminante, tales

como: Cursos de aguas drenajes naturales, lagos, lagunas, ríos, embalses y el

océano.

Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO): Es la cantidad de oxígeno disuelto en

el agua que es utilizada por los microorganismos en la oxidación bioquímica de la

materia orgánica.

Demanda Química de Oxigeno (DQO): Medida de capacidad de consumo de

oxígeno por la materia orgánica presente en el agua residual. Se expresa como la

cantidad de oxigeno consumido por la oxidación química.

Digestión anaerobia: Tratamiento biológico anóxico del fango procedente de los

decantadores secundarios y primarios previo a su secado y eliminación, y que se

desarrolla con la producción de gas, fundamentalmente metano.

Efluente: Se entiende como el caudal de agua que sale de una unidad de

tratamiento o del sistema de tratamiento.

Estudio de Impacto Ambiental (EIA): Es el estudio técnico, interdisciplinario, que

describe las características de un proyecto o actividad que se pretenda llevar a

cabo o su modificación. Esta destinado a identificar, valorar y corregir las

consecuencias o efectos ambientales que la actividad puede causar sobre la

calidad de vida del hombre y su entorno.

Límite Máximo Permisible Promedio Diario (LMP): Son los valores, rangos y

concentraciones de los parámetros que debe cumplir el responsable de la

descarga, en función del análisis de muestras compuestas de las aguas residuales

provenientes de las descargas domésticas e industriales.

Lodo: Sólidos acumulados separados de las aguas residuales generados en los

sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Muestras Simples o Instantáneas: Son las muestras captadas en una unidad de

tiempo y representan las características del agua residual en ese momento.

Muestras compuestas: Las que se toman por intervalos predeterminados durante

el período de muestreo para completar un volumen proporcional al caudal, de

manera que éste resulte representativo de las descargas de aguas residuales,

medido en el sitio y en el período de muestreo.

Oxígeno Disuelto (OD): Una medida de la cantidad de oxigeno disuelto en una

muestra de agua. Es preferible tomar esta medida in situ.

Parámetro: Es un valor cualquiera de una variable independiente que se refiere a

un elemento o atributo que permite calificar o cuantificar una propiedad

determinada del cuerpo físico en cuanto a ciertas propiedades.

Sólidos sedimentables: Los sólidos (ml/L) de tamaño y peso suficiente para

asentarse cuando se dejan reposar durante un tiempo.

Sólidos Suspendidos Totales (SST): La cantidad de sólidos (mg/L) que se

encuentran en un filtro por la cual se ha pasado el contenido de una muestra de

agua y después evaporar lo que queda en el filtro a 103-105ºC.

Introducción

La contaminación del medio ambiente y sus consecuentes efectos negativos en la calidad de vida de los ciudadanos, ha tenido en los últimos años un creciente interés de parte de gobiernos locales, organismos no gubernamentales y de la sociedad civil en general. El triste y desolador panorama de grandes extensiones, otrora bosques pletóricos de vida, ahora convertidos en llanos secos y erosionados; ríos, hasta hace algunos años caudalosos y cristalinos, transformados en cloacas malolientes. Todo ello ha despertado la conciencia en la ciudadanía y algunos de sus gobernantes de que el deterioro de los recursos naturales está llegando a un punto sin retorno, lo que invita de manera urgente a tomar medidas que contribuyan a evitar el colapso del equilibrio natural, y tratar de conservar los recursos que aún pueden ser salvados (AENOR; 1997).

En el marco de esta reflexión y como parte de las Prácticas Profesionalizantes, me propuse realizar una evaluación al Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales (STAR) de la ciudad de Estelí, a fin de valorar los aspectos relacionados a su operación y mantenimiento y la eficiencia en el proceso de remoción de los parámetros máximos establecidos en los artículos Nº 22 y 23 del Decreto 33-95: “Disposiciones para el control de la contaminación proveniente de las descargas de aguas residuales domesticas, industriales y agropecuarias”, los cuales son vertidos por el sistema al río Estelí.

Este trabajo contribuirá a que la autoridad encargada del STAR, en este caso la Empresa Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados Sanitarios (ENACAL), disponga de información relacionada a las características de funcionamiento que contribuyan a la toma de decisiones, además de proporcionar una herramienta de trabajo a los operadores de los STAR – como es el Manual de Operación y Mantenimiento, promoviendo la cultura de registrar y sistematizar la información sobre el comportamiento diario de las diferentes unidades que conforman un STAR.

Esta primera experiencia puede ser replicada para los otros STAR que son administrados por ENACAL a nivel nacional.

1. Justificación

Una de las necesidades más urgentes de la población es la correcta recolección,

tratamiento y disposición de las aguas residuales y es una prioridad para asegurar

la salud pública, pues estos residuos líquidos transportan organismos patógenos y

deterioran aceleradamente el ambiente, generando sistemáticos problemas socio-

ambientales que repercuten en la salud, teniendo mayor incidencia en la población

infantil.

Considerando que recientemente el STAR fue rehabilitado, mejorado y ampliado y

que el efluente del STAR de la ciudad de Estelí descarga en la quebrada

denominada “La Limonosa” y que ésta a su vez es afluente al río Esteli, resulta

imperioso efectuar una evaluación de la eficiencia de remoción de los parámetros

establecidos en el Artos. Nº 22 y 23 del Decreto 33-95: “Disposiciones para el

control de la contaminación proveniente de las descargas de aguas residuales

domesticas, industriales y agropecuarias”.

Es importante destacar que a lo largo del río Estelí hasta llegar al municipio de

Condega, la población aledaña utiliza ese cuerpo natural de agua para dar de

abrevar al ganado vacuno y caballar, además para el riego de cultivos, lavado de

ropa, pesca, limpieza personal, etc. (Ver Anexo Nº 8).

2. Objetivos

a. Objetivo General

Realizar una evaluación al Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales de la

ciudad de Estelí, mediante estimados de las eficiencias puntuales y cargas

contaminantes de cada unidad de tratamiento y una valoración de los aspectos de

operación y mantenimiento que contemple la elaboración de un manual.

b. Objetivos Específicos

i. Verificar el grado de cumplimiento de las medidas y recomendaciones

planteadas en el Estudio de Impacto Ambiental (EIA) relacionados con la

operación y mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales

Municipales (STAR) de la ciudad de Estelí.

ii. Elaborar un manual de operación y mantenimiento adecuado a las condiciones

reales de la planta que contenga las instrucciones mínimas para que el actual

STAR sea operado de la mejor manera y se garantice la eficiencia en el

tratamiento de las aguas residuales.

iii. Estimar las eficiencias puntuales y cargas contaminantes de cada unidad de

tratamiento que conforma el STAR, determinando los parámetros

contemplados en los Artos. Nº 22 y 23 del Decreto 33-95.

3. Marco teórico

a. Aguas residuales

i. Generalidades

Según el Decreto Nº 33-95: “Disposiciones para el control de la contaminación

proveniente de las descargas de aguas residuales domesticas, industriales y

agropecuarias” establecido por el Gobierno de Nicaragua en conjunto con el

Ministerio del Ambiente y Recursos Naturales (MARENA) en el año de 1995, las

aguas residuales (en general) se definen como aquellas procedentes de

actividades domésticas, comerciales, industriales y agropecuarias que presenten

características físicas, químicas o biológicas que causen daño a la calidad del

agua, suelo, biota y a la salud humana.

Este tipo de agua, por razones de salud pública y por consideraciones de

recreación económica y estética, no puede desecharse vertiéndola sin ningún tipo

de tratamiento previo en lagos o corrientes convencionales. En caso contrario,

esta agua produce contaminación en cuerpos de agua superficiales y

subterráneos, afectando su posterior utilización y generando afectaciones a la

salud humana.

Para evitar los problemas que pueden causar los contaminantes de las aguas

residuales existen sistemas de depuración que sirven para restituirles, en el mayor

grado posible, las características físicas y químicas originales; además, de reducir

los organismos patógenos presentes a niveles aceptables. Esto con el fin de

establecer y mantener saludable el medio acuático para la flora y fauna, garantizar

a la humanidad el uso del recurso acuático para diferentes propósitos y prevenir

enfermedades transmitidas por el agua (ENCARTA; 2009).

ii. Tipos de agua residual

Agua residual doméstica: Todas la descarga de los hogares, lo cual incluye

la descarga resultante de los servicios higiénicos (aguas negras), así como de

las regaderas, lavabos, cocinas y lavanderías (aguas grises).

Agua residual municipal: Una mezcla de aguas residuales domésticas,

efluentes de establecimientos comerciales e industriales, y escurrimiento

urbano.

iii. Características y composición de las aguas residuales municipales

Por lo general, los contaminantes del agua residual municipal constituyen una

mezcla muy compleja de compuestos orgánicos e inorgánicos que prácticamente

es imposible un análisis completo de cada uno de los componentes presentes. Sin

embargo, para diseñar y operar una planta de tratamiento es suficiente conocer

algunos parámetros básicos para caracterizar el estado de agua cruda a tratar

(Gámez; 2005).

En la tabla Nº 1 se presentan los principales parámetros considerados en los

Artículos Nº 22 y 23 del Decreto 33-95: “Disposiciones para el control de la

contaminación proveniente de las descargas de aguas residuales domesticas,

industriales y agropecuarias” para el tratamiento de aguas residuales municipales.

Tabla 1: Principales parámetros del agua residual municipal

Parámetro Descripción Importancia

Temperatura

La temperatura del agua superficial generalmente es homogénea, depende de muchos factores como el clima, altitud, temperatura del aire, estaciones del año, entrada de descarga, velocidad del flujo etc. La temperatura tiene una relación con la vida acuática, la solubilidad de las sustancias disueltas, las reacciones y velocidades de las reacciones químicas.

La temperatura de descarga de las plantas de tratamiento de aguas residuales, no debe ser muy diferente a la temperatura del cuerpo receptor (gradiente de temperatura), ya que podría afectar en gran medida el ecosistema.

pH

El pH puede variar de acuerdo a la composición del agua, pero con frecuencia se sitúa entre 6,5 y 9,5. Se usa para expresar la intensidad de la condición ácida o alcalina de una solución, sin que esto quiera decir que mida la acidez total o la alcalinidad total.

Los valores extremos de pH pueden ser resultado de vertimientos accidentales. Valores de pH muy altos o bajos en efluente o cuerpos de agua, puede alterar la química y concentración de las aguas naturales del cuerpo receptor.

DBO5 (mg/L)

La DBO es una medida de la cantidad de oxígeno utilizado por los microorganismos en la estabilización de la materia orgánica biodegradable, bajo condiciones aerobias, en un período de 5 días y a 20°C.

La DBO5 expresa la cantidad de oxígeno requerido (microbiológicamente) para estabilizar la materia orgánica e inorgánica.

DQO (mg/L)

La DQO es un parámetro analítico de contaminación que mide el material orgánico contenido en una muestra líquida mediante oxidación química.

La DQO expresa la cantidad de oxígeno requerido (químicamente) para estabilizar la materia orgánica e inorgánica.

Coliformes fecales (NMP/100 mL)

El uso de organismos intestinales normales presentes en los intestinos de los animales de sangre caliente, son utilizados como indicadores de contaminación fecal, en lugar de los organismos patógenos mismos. Y sirve para la vigilancia y evaluación de la seguridad microbiana de los sistemas de abastecimiento de agua, corrientes naturales y artificiales cuyas aguas son aprovechadas para diferentes usos.

Los Coliformes fecales abundan en los excrementos, pero están ausentes, o existen en números reducidos, en otras fuentes; son fáciles de aislar, identificar, enumerar y son incapaces de desarrollarse en el agua, además, sobreviven más tiempo en el agua que los gérmenes patógenos.

Oxígeno disuelto (mg/l)

El oxígeno disuelto (OD) se presenta en cantidades variables en el agua; su contenido depende de la concentración y estabilidad del material orgánico presente, siendo un factor muy importante en la auto purificación de los ríos. La solubilidad del OD depende de la temperatura, presión atmosférica y salinidad del agua.

Hay muy poca concentración de oxígeno disuelto (OD) en las aguas residuales frescas y ninguno en aguas residuales sépticas.

El oxígeno disuelto no está contemplado dentro de los artículos anteriormente

mencionados, sin embargo es importante determinarlo cuando se descarga a

cuerpos receptores como ríos o lagos.

b. Niveles de tratamiento de aguas residuales

i. Tratamiento preliminar

El tratamiento preliminar o pretratamiento es el conjunto de unidades que

tienen como finalidad eliminar materiales gruesos, que podrían perjudicar el

sistema de conducción de la planta. Las principales unidades son las rejas y

el desarenador.

Canal de rejas: Tiene como objetivo la remoción de materiales gruesos, está

formada por barras separadas entre 1,0 y 5,0 centímetros, comúnmente 2,5

centímetros y colocadas en un ángulo de 30 y 60 grados respecto al plano

horizontal.

Desarenador: El sistema más utilizado para extraer la arena que va dentro de

las aguas residuales es el Desarenador rectangular de flujo horizontal. Está

conformado por una caja o canal, en donde las partículas se separan del

líquido por gravedad. Normalmente se construye dos en forma paralela, con la

intención de dejar funcionando un canal mientras el otro se limpia.

Medidor de caudal: Para un adecuado control de un sistema de tratamiento, es

necesario conocer el caudal que entra a la planta. Entre éstos se encuentran

equipos eléctricos que trabajan por medio de sensores o los vertederos en

canales, como el vertedero Sutro o el canal Palmer Bowlus o Parshall.

ii. Tratamiento primario

La finalidad de este es remover sólidos suspendidos removibles por medio de

sedimentación, filtración, flotación y precipitación. Entre las unidades existentes

en este tipo de tratamiento se encuentra el tanque Imhoff y la fosa séptica.

Sin embargo, también existen los sedimentadores primarios que a diferencia de

la fosa séptica y los Tanques Imhoff, en estas unidades no se trata los lodos por lo

que los lodos necesitan de tratamiento adicional. Estas unidades pueden ser

redondos o rectangulares, y tienen como función la reducción de los sólidos

suspendidos, grasas y aceites de las aguas residuales. Las eficiencias esperadas

son del 55 % de los sólidos.

iii. Tratamiento secundario

La finalidad de este es remover material orgánico en suspensión. Se utilizan

procesos biológicos, aprovechando la acción de micro-organismos, que en su

proceso de alimentación degradan la materia orgánica. La presencia o

ausencia de oxígeno disuelto en el agua residual, define dos grandes grupos

o procesos de actividad biológica: los aeróbicos (en presencia de oxigeno) y

los anaeróbicos (en ausencia de oxigeno). En esta etapa se utilizan

comúnmente las lagunas de estabilización y el sistema de lodos activados.

iv. Tratamiento terciario y avanzado

Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que

el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es

necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. A menudo se usa el

término tratamiento terciario como sinónimo de tratamiento avanzado, pero no son

exactamente lo mismo.

El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para remover

nutrientes como fósforo y nitrógeno del agua ya que éstos estimulan el crecimiento

de plantas acuáticas y poder llegar a causar eutroficación. Por otra parte, el

tratamiento avanzado podría incluir pasos adicionales para mejorar la calidad del

efluente eliminando los contaminantes recalcitrantes. Hay procesos que permiten

eliminar más de un 99% de los sólidos en suspensión y reducir la DBO5 en similar

medida. Los sólidos disueltos se reducen por medio de procesos como la ósmosis

inversa y la electrodiálisis. La eliminación del amoníaco, la desnitrificación y la

precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido en nutrientes.

Si se pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento

con ozono es considerada el método más fiable, excepción hecha de la cloración

extrema para la remoción de patógenos (RAS; 2000).

c. Lagunas de estabilización (primario, secundario y terciario)

i. Generalidades

El tratamiento por lagunaje de aguas residuales consiste en el almacenamiento de

éstas durante un tiempo variable en función de la carga aplicada y las condiciones

climáticas, de forma que la materia orgánica resulte degradada mediante la

actividad de bacterias heterótrofas presentes en el medio. El lagunaje es un

método biológico natural de tratamiento, basado en los mismos principios por los

que tiene lugar un auto depuración en ríos y lagos y deben satisfacer dos objetivos

principales (Korsak; 2007):

Reducción de la carga orgánica contenida en las aguas residuales para

mitigar el impacto de su vertido en el ambiente y en cuerpos receptores, es

decir, brindar una protección ecológica.

Reducción de coliformes fecales y patógenos presentes en las aguas

residuales domésticas, dificultando la transmisión de los mismos, es decir,

brindar protección sanitaria.

Dado que la presencia de oxígeno disuelto en las lagunas de estabilización

determina qué tipo de mecanismos van a ser responsables de la depuración, los

estanques de estabilización comúnmente suelen clasificarse en aerobios,

anaerobios y facultativos, aunque existen otras clasificaciones relacionadas con

sus características físicas tales como la profundidad.

ii. Clasificación

A continuación, en la tabla 2 se detallan las principales ventajas y desventajas que

conllevan la utilización del sistema de lagunas de estabilización para el tratamiento

de las aguas residuales:

Tabla 2: Clasificación de lagunas de estabilización

TABLA Carga Superficial

(Kg DBO5/ha x días)

Profundidad

(m)

Como lagunas primarias

a) Aerobia b) Facultativa c) Anaerobia

< 100

200 – 1 000

> 1 500

<1,5

1,3

>2,5

Como lagunas secundarias

a) Aerobia b) Facultativa c) Anaerobia

<200

300 – 1 200

>1 800

<2

1,5 – 3

>2,5

Como lagunas de maduración

a) Aerobias b) Facultativas

<300

400 - 800

<2

1,5 – 2,5

Fuente: INAA ‐ Criterios para el diseño de las lagunas de estabilización y de las lagunas aireadas base técnica.

iii. Ventajas y desventajas de las lagunas de estabilización

Tabla 3: Ventajas y desventajas del uso de lagunas de estabilización

Ventajas Desventajas

Bajos costos Requieren grandes extensiones de terreno.

Requieren mínima capacitación del personal encargado de su operación.

El efluente posee una gran cantidad de algas.

La evacuación y disposición de lodos se realiza solo en el intervalo de 10 a 20 años.

Las lagunas sin aireación a menudo no cumplen las normas existentes de calidad del efluente.

Compatible con sistemas de tratamiento acuático o sobre el suelo.

Las lagunas pueden causar daño a las aguas subterráneas si no están bien impermeabilizadas.

Sencillo, ya que el sistema funciona por gravedad.

Una incorrecta operación puede causar malos olores.

Fuente: Msc. Larisa Korsak. Curso de tratamiento de agua residual. 2007

iv. Procesos que se desarrollan en las lagunas de estabilización

En las lagunas de estabilización residen varias especies de bacterias, hay

aerobias, facultativas y anaerobias. Las bacterias descomponen la materia

orgánica a elementos más sencillos, que serán asimilados por las algas.

Las algas son organismos unicelulares o multicelulares del reino protista, que

poseen mecanismos fotosintéticos. La radiación solar es la fuente de energía que

utilizan en la síntesis de nuevas células; en el proceso de fotosíntesis las algas

convierten compuestos minerales y orgánicos en materia orgánica y oxigeno

(Suematsu; 1995).

Proceso de oxidación bacteriana:

Materia orgánica + Oxigeno Productos oxidados + Nuevas bacterias

Proceso de algas, luz:

CO2 + Nutrientes disueltos Nuevas algas + Oxigeno

Proceso global:

Materia orgánica Nuevas bacterias + Nuevas algas

v. El ambiente y las algas

El crecimiento y la reproducción de las algas son afectadas por las condiciones

ambientales, que se clasifican como:

Físicas

Químicas

Biológicas

Factores físicos que influyen en el crecimiento y reproducción de las algas:

Radiación solar/Iluminación

Temperatura

La velocidad de la fotosíntesis aumenta con la intensidad de la luz hasta un cierto

punto, luego permanece constante y finalmente disminuye a intensidades muy

altas de la luz. La temperatura es uno de los factores que mas afecta el

predominio de una especie de algas. El rango de temperaturas para el crecimiento

de las algas está entre 4 y 40°C.

Factores químicos influyen en el crecimiento y reproducción del las algas:

pH

Sustancias químicas presentes

El pH del agua afecta la actividad biológica. La producción de oxigeno en la

fotosíntesis ocurre a valores del pH entre 6,5 y 10,5. La movilidad de las algas y la

producción de oxígeno disminuye cuando el pH es mayor de 10. El consumo de

CO2 por las algas impide la caída del pH, cuando la producción de CO2 en la

degradación de la materia orgánica no es suficiente para las necesidades de las

algas, estas recurren al bicarbonato del sistema tampón en el agua (HCO3- → CO2

+ OH-). Los iones OH- producidos ocasionan un aumento del pH durante las horas

del día, durante la noche se acumula CO2, no hay fotosíntesis y el pH vuelve a

valores próximos a 7.

Muchos compuestos químicos son tóxicos a las algas (Ca, Cloro, Cu, Cr). Las

algas requieren de nutrientes disponibles en las lagunas para llevar a cabo sus

reacciones metabólicas (Gámez; 2005).

vi. Parámetros de control

Lagunas anaerobias

PH superior a 6,8

Temperatura entre 30-35 ºC

Tiempos de retención entre 2-5

días

Formación de espumas

Lagunas facultativas

Temperatura inferior a 28 ºC

Radiación solar

Viento

Evaporación

Precipitación

pH entre 7,5-8,5.

O2 disuelto

Nutrientes

Estratificación

Flujos

Profundidad

Seres vivos (bacterias, algas,

hongos y protozoos)

Lagunas de maduración

Temperatura

pH

Salinidad

Intensidad de la luz

O2 disuelto

vii. Operación y mantenimiento

La operación de un sistema de tratamiento se refiere a todas las actividades

cotidianas que realizan los operarios para que el sistema pueda funcionar. Por

otra parte, el mantenimiento tiene lugar frente a la constante amenaza que

implica la ocurrencia de una falla o error en el sistema. El objetivo buscado por

el mantenimiento es contar con instalaciones en óptimas condiciones en todo

momento, para asegurar una disponibilidad total del sistema en todo su rango

de rendimiento, lo cual está basado en la carencia de errores y fallas

(OPS/CEPIS/PUB; 2002).

El tipo de mantenimiento está en función del momento en el tiempo en que se

realiza, el objetivo particular para el cual es puesto en marcha, y en función a

los recursos utilizados, así tenemos:

Mantenimiento Correctivo: Este mantenimiento también es

denominado "mantenimiento reactivo", tiene lugar luego que ocurre

una falla o avería, es decir, solo se actuará cuando se presenta un

error en el sistema.

Mantenimiento Preventivo: Este mantenimiento también es

denominado "mantenimiento planificado", tiene lugar antes de que

ocurra una falla o avería, se efectúa bajo condiciones controladas sin

la existencia de algún error en el sistema. Se realiza a razón de la

experiencia y pericia del personal a cargo, los cuales son los

encargados de determinar el momento necesario para llevar a cabo

dicho procedimiento.

Partiendo de los conceptos anteriores, el tratamiento de aguas residuales

constituye una medida de mitigación que ayuda a disminuir y controlar la

contaminación de los cuerpos de agua, pero para que ésta medida tenga éxito

se debe contar con obras de infraestructura adecuada a la naturaleza de la

aguas a tratar y con el personal capacitado para llevar a cabo las labores de

operación y mantenimiento.

Cada planta de tratamiento debe tener su propio manual de operación y

mantenimiento, el cual debe ser elaborado por un profesional experto en la

materia (ingeniero sanitario o ingeniero civil con experiencia en proyectos de

este tipo). El manual debe contener, entre otros aspectos, los siguientes:

actividades de operación, mantenimiento y en algunos casos de mejoras,

equipos de protección para los operadores, herramientas de trabajo, materiales

de limpieza y desinfección, técnicas de prevención de accidentes, aspectos

relacionados a la salud del operario, etc.

En el caso de las lagunas de estabilización, por ejemplo, una de las principales

ventajas es su simplicidad operativa. A menudo se piensa que el

mantenimiento de las plantas no es necesario, o se reduce a visitas

ocasionales para reparar posibles desperfectos en la obra civil. Sin embargo, la

presencia de un operador familiarizado con el proceso, que sea capaz de

interpretar los posibles síntomas de mal funcionamiento a medida que

aparecen y tomar las medidas correctoras correspondientes, es decisiva para

la buena marcha de la instalación.

Por tanto, el mantenimiento de las lagunas de estabilización se centra en dos

aspectos fundamentales complementarios entre si debido a que el descuido de

la obra civil conduce a problemas de funcionamiento, estos son los siguientes

Salazar; 2003):

Cuidado de la obra civil: limpieza de la unidad de pretratamiento,

medidores de caudal, verjas, caminos, jardinería, retirada del fango

acumulado en las lagunas, etc.

Detección de problemas de funcionamiento y adopción de medidas

correctoras.

d. Tratamiento y secado de lodos

El conjunto de sólidos y biosólidos que se forman como producto de las

operaciones y procesos en el tratamiento de agua residual acostumbran llamar

lodo. Este lodo es normalmente líquido o semisólido y contiene típicamente de

0,25 a 12% de sólidos en peso.

El termino biosólidos se refiere al hecho de que los sólidos, obtenidos como

resultado de tratamiento de agua residual, son producto orgánico y pueden ser

utilizados luego de ser sometidos a los procesos como estabilización o

compostaje. Los sólidos provienen de las siguientes unidades del sistema de

tratamiento:

Tamizado

Desarenador

Tanque de sedimentación primaria

Tanque de sedimentación secundaria

El lodo crudo es un producto secundario de una planta de tratamiento de agua

residual que no puede ser usado directamente debido a varios factores:

Contiene una baja cantidad de sólidos (0,25-12% en peso).

Contiene alta concentración de compuestos orgánicos que provocarán

mal olor al descomponerse.

Contiene patógenos.

El lodo requiere de un tratamiento antes de ser utilizado. La alternativa de uso

se determina con base a las características físico-químicas del lodo. Los

principales métodos utilizados para tratamiento de lodos son los siguientes

(Korsak; 2007):

Remoción de la humedad:

Concentración

Deshidratación (sin o con previo acondicionamiento)

Secado

Estabilización de la materia orgánica y los patógenos:

Estabilización alcalina

Estabilización por calentamiento

Digestión anaerobia

Digestión aerobia

Compost

Incineración

4. Metodología

c. Revisión de bibliografía

Se estudió el documento de Estudio de Impacto Ambiental (EIA) del proyecto

de rehabilitación, ampliación y mejoramiento del STAR proporcionado por

ENACAL, la legislación ambiental nacional aplicable y demás recursos

bibliográficos relacionados al tratamiento de aguas residuales.

d. Consulta a profesionales

Se solicitó información y opiniones a diversos expertos en el campo ambiental

con el fin de guiar el trabajo que se realizó. Para ello se efectuó una serie de

conversaciones técnicas referidas al tratamiento de las aguas residuales.

e. Visitas de campo

Se efectuó una serie de inspecciones in situ a fin de obtener información

propiamente en el sitio además, se revisó y verificó personalmente el

funcionamiento del STAR. Las visitas se realizaron a través de vehículo propio

de ENACAL y se utilizó un formato de supervisión, elaborado específicamente

para el STAR.

También, se efectuaron muestreos puntuales del afluente y efluente general,

así como en la entrada general de cada Reactor Anaeróbico Abierto (RAA) y en

las salidas de cada unidad de tratamiento existente en cada módulo (A, B y C)

que conforma el STAR. Cada muestra simple se recolectó en envases de vidrio

pirex de 250 mL (muestras bacteriológicas) y galones de plástico (muestras

fisicoquímicas) en un orden especificado y en tiempos diferentes.

Para la preservación de las muestras se utilizaron termos con abundante hielo

y fueron trasladadas al laboratorio central de Managua, según lo establecido en

el protocolo de toma y conservación de muestras de aguas residuales utilizado

por ENACAL.

Asimismo, durante el muestreo se realizaron mediciones de algunos

parámetros de campo como pH y Temperatura con equipos electrónicos

propios de la empresa como pH-metro y termómetro de campo. Además, se

midieron los caudales de entrada general al sistema y a cada RAA de cada

módulo utilizando el método de Velocidad-Área, es decir, se midió la velocidad

del agua y áreas transversales de cada canal (Shaw; 1983). Para ello, se utilizó

flotadores de madera liviana, con características similares (forma, peso y

material). Esto se debió a que el Sistema de Tratamiento no cuenta con

unidades de medición de caudal, a pesar que el proyecto de rehabilitación

contemplaba la construcción de canaletas parshall.

f. Análisis de laboratorio

Se efectuaron una serie de análisis de los siguientes parámetros: SST, Ssed,

OD, DBO5, DQO, grasas y aceites, sustancias activas al azul de metileno

(detergentes) y coliformes fecales en el laboratorio de aguas residuales de

ENACAL central en Managua. Aunque el Oxígeno Disuelto no está

contemplado en el Decreto 33-95, éste parámetro se realizó dado que el

efluente del STAR descarga en el cuerpo receptor denominado “Quebrada La

Limonosa” que a la vez es afluente del río Estelí. Por tanto, se debe medir la

concentración de OD presente en el efluente y verificar si éste cumple con los

niveles mínimos recomendados para cuerpos de agua y vida de peces.

Asimismo, se realizó el cálculo de carga contaminante con la finalidad de medir

simplemente la cantidad aproximada de materia orgánica en términos de DQO

y DBO5 que el STAR aporta al cuerpo receptor.

En la tabla Nº 4 se presentan los métodos utilizados para la realización de los

análisis fisicoquímicos y bacteriológicos por el Laboratorio Central de ENACAL,

los cuales están basados en el Standard methods for the examination of water

and wastewater, 17th ed.

Tabla 4: Métodos utilizados en la realización de los análisis fisicoquímicos y bacteriológicos

Parámetro Nombre del método

PH SM 4500-H B. (Standard methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

Temperatura Termométrico

Sólidos Suspendidos Totales SM 2540 D. Sólidos Totales en Suspensión secados a

103ºC – 105ºC (Standard methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

Grasas y Aceites SM 5220 B, D. Metodo de extraccion de soxhlet

(Standard methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

Sólidos Sedimentables SM 2540 F. Procedimiento Volumétrico (Standard

methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

DBO5 SM 5210 B. Prueba ROB de 5 días (Standard methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

DQO SM 5220 D. Reflujo cerrado, método colorimétrico


Sustancias Activas al Azul de Metileno (Detergentes)

SM 5540 C. Surfactantes aniónicos como SAAM - sustancias activas para el azul de metileno - (Standard methods for the examination of water and wastewater,

17th ed.)

Coliformes Fecales SM 9221 B. Técnica de fermentación en tubos múltiples para miembros del grupo coliformes (Standard methods for the examination of water and wastewater, 17th ed.)

Oxígeno Disuelto SM 4500-O G. Método de electrodo de membrana


g. Análisis y evaluación de los resultados

Se procesaron y analizaron los resultados finales obtenidos en el campo y en el

laboratorio a fin de evaluar de manera general el STAR referido a su eficiencia

y funcionamiento. Para ello se elaboraron tablas y gráficos con el formato y

diseño propio utilizado por ENACAL, en los cuales se muestran los valores

obtenidos en los análisis de laboratorio y los porcentajes de remoción de cada

parámetro medido. A excepción de los gráficos de OD y remoción de carga

contaminante, la escala utilizada en los demás gráficos fue logarítmica de

modo que se lograra una mejor visualización de los datos tanto de coliformes

fecales en (ml/L) como de los demás parámetros en mg/L.

Este trabajo se realizó en la Oficina de Control de Calidad de Agua ubicada en

las instalaciones de ENACAL - Estelí, la cual está equipada con una

computadora e impresora, escritorio y otras facilidades prestadas por la

empresa.

5. Contexto de la experiencia

El STAR está ubicado en la salida norte de la ciudad de Estelí, cabecera

municipal del departamento homónimo. El departamento de Estelí está ubicado

en la zona norte - central de Nicaragua, limítrofe al Norte con el departamento

de Madriz, al Sur con los departamentos de Matagalpa y León, al Oeste con el

departamento de Chinandega y al Este con el departamento de Jinotega (ver

Anexo Nº 1).

La ciudad de Estelí se localiza 145 kilómetros al Norte de la capital Managua,

comprende un área total 1.043 Ha, con coordenadas de 86º 23’15’’ a 86º29’50’’

longitud, 13º03’22’’ a 13º07’30’’ latitud, con una altitud promedio de 825 metros

sobre el nivel del mar (msnm) de altitud.

Las obras de rehabilitación, mejoramiento y ampliación del sistema de

tratamiento de las aguas residuales (STAR) que cubrirá la demanda hasta el

año 2024, se realizaron en la misma área que utilizaba el sistema de

tratamiento anterior, la cual es de aproximadamente 7 Ha del lote total

destinado para la planta de tratamiento, que son 21,62 Ha (0,216 km2). Este

sitio fue seleccionado desde 1984 por la Alcaldía Municipal de Estelí y el INAA.

El primer módulo de tratamiento se construyó en 1986 lo que significa que no

se afectó otro terreno, ni se tuvo que realizar selección de otro sitio (PRAAC;

2004).

Es importante mencionar que la ciudad de Estelí ha tenido un crecimiento

geográfico desordenado, la infraestructura urbana no se ha desarrollado en

base a un plan de ordenamiento territorial lo cual ha propiciado la construcción

de viviendas en lugares no adecuados. Actualmente en los alrededores del

STAR, existe una vivienda y un rastro municipal, los cuales no existían cuando

el STAR fue construido en la zona donde está ubicado.

El sistema de tratamiento de aguas residuales (STAR) de la ciudad de Estelí

está conformado por un sistema de pretratamiento conformado a su vez por

dos rejillas gruesas y una rejilla fina ( máquina compactadora de sólidos), un

desarenador y tres módulos de tratamiento (A, B y C) diseñados para operar

paralelamente. Cada módulo estaba constituido a su vez por tres lagunas

(primaria, secundaria y terciaria) con una combinación de anaerobias,

facultativas y aerobias (Ver Anexos Nº 2, 3 y 4).

El primer módulo de tratamiento “A” fue diseñado por la Dirección de diseño y

construcción del INAA en 1985 y construido en 1986 con fondos del gobierno

de Nicaragua. El módulo “B” fue financiado con fondos alemanes a través de

las “Casas hermanas” y en 1994 se concluyó con el módulo “C” con

financiamiento de la Agencia Española para el Desarrollo (ACEDI). Los

módulos “B y C” siguieron las especificaciones de diseño que el INAA elaboró

para el módulo “A”.

Los módulos “B” y “C” fueron rehabilitados entre los años 1999 y 2000,

después del Huracán Mitch (octubre de 1998), el módulo “A” se rehabilitó en

1995. Esta rehabilitación fue requerida debido a que el sistema era ineficiente,

no cumplía con los valores máximos de los parámetros exigidos en el Decreto

33-95 y se necesitaba de un sistema que tratara mayor volumen de aguas

residuales dado que la población con acceso al sistema de alcantarillado

sanitario en el casco urbano de la ciudad de Estelí ha aumentado

considerablemente en los últimos años en un 50%. El caudal de diseño del

STAR para esos 3 módulos era de 100 L/s.

De acuerdo a las evaluaciones periódicas realizadas por ENACAL y resultados

de los monitoreos realizados por el Proyecto Integrado Estelí - Ocotal, a través

de los laboratorios del Centro de Investigaciones de Recursos Acuáticos de la

Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua (CIRA – UNAN), en el 2002 el

sistema de tratamiento de las aguas residuales (STAR) de la ciudad de Estelí

incumplía con varios parámetros de referencia del Decreto 33-95 del MARENA

(Ver Anexo Nº 9).

Entre los parámetros incumplidos se encontraba grasas y aceites, DQO, DBO5,

sólidos suspendidos totales y coliformes fecales. Eso implicó directamente que

había que mejorar el STAR y al mismo tiempo ampliar la capacidad de

tratamiento para las nuevas extensiones de la Red de Alcantarillado Sanitario

(RAS).

El Proyecto se encaminó a mejorar la infraestructura del sistema de

tratamiento con el objetivo de rehabilitar, mejorar y ampliar el sistema y que el

efluente del STAR, cumpliera con lo especificado en los artículos Nº 22 y 23 del

Decreto 33-95: “Disposiciones para el control de la contaminación proveniente

de las descargas de aguas residuales domesticas, industriales y

agropecuarias”.

Además, contempló la ampliación de la Red de Alcantarillado Sanitario (RAS),

construcción de una Estación de Bombeo de aguas residuales (EBAR) y la

construcción de un Laboratorio para agua potable y residual. El laboratorio

sería construido en las oficinas de ENACAL Estelí y se equiparía para realizar

análisis de agua potable (fisicoquímico completo y coliformes fecales) y aguas

residuales (Ssed, SST, DQO, grasas y aceites y coliformes fecales).

Estos trabajos fueron realizados entre julio y octubre del 2003 (módulo A) y

diciembre 2003 a octubre del 2004 (módulos B y C), dentro de la actividad

denominada “Rehabilitación, mejoramiento y ampliación de las lagunas de

estabilización de Estelí”.

Se amplió la capacidad de 100 a 300 L/s, que es el caudal proyectado para el

año 2024. Esto se logró después de realizar una serie de obras que

modificaron la combinación existente de Lagunas Facultativas primarias (LF) +

Lagunas Aerobias secundarias (LA), por un sistema de Reactor Anaeróbico

Abierto (RAA) + Laguna Facultativa (LF) + Laguna de Maduración (LM).

Con estas modificaciones se triplicó la capacidad sin aumentar el área

existente utilizando para ello el mismo sitio de desplante de las lagunas

originales. Es decir, que se aprovecharon las mismas 7 Ha donde estaba

construido el sistema de 3 módulos de lagunas facultativas (A, B y C),

ampliándose y mejorándose el STAR al anexarse un Reactor Anaeróbico

Abierto (RAA) al proceso. Es importante destacar que la construcción de los

RAA se realizó, sin recurrir a zonas adicionales, porque se utilizó parte del área

de las anteriores lagunas facultativas primarias (ver anexo Nº 2).

El módulo “A” del STAR - Estelí inició operaciones con todas sus mejoras en

noviembre del 2003 y para su evaluación se realizaron muestreos puntuales y

compuestos con diferentes caudales de operación. (PRAAC; 2004).

Los módulos restantes (B y C) estaban pendientes de evaluarse, debido a

múltiples atrasos en la entrega del proyecto de parte de los cooperantes a

ENACAL en tiempo y forma acordado por ambas partes.

6. Marco legal aplicable

a. Constitución Política de Nicaragua:

Arto. Nº 60: Los nicaragüenses tienen derecho de habitar en un ambiente

saludable. Es obligación del Estado la preservación, conservación y rescate del

medio ambiente y de los recursos naturales.

b. Ley General del Medio Ambiente y los Recursos Naturales (Ley Nº 217)

Arto Nº 4, numerales:

2) Es deber del Estado y de todos los habitantes proteger los recursos

naturales y el ambiente, mejorarlos, restaurarlos y procurar eliminar los

patrones de producción y consumo no sostenibles.

3) El criterio de prevención prevalecerá sobre cualquier otro en la gestión

pública y privada del ambiente. No podrá alegarse la falta de una certeza

científica absoluta como razón para no adoptar medidas preventivas en todas

las actividades que impacten el ambiente.

8) El principio de precaución prevalecerá sobre cualquier otro en la gestión

pública y privada del ambiente. El Estado tomará medidas preventivas en caso

de duda sobre el impacto o las consecuencias ambientales negativas de alguna

acción u omisión, aunque no exista evidencia científica del daño.

Arto. Nº 12: La planificación del desarrollo nacional, regional y municipal del

país deberá integrar elementos ambientales en sus planes, programas y

proyectos económicos y sociales, respetando los principios de publicidad y

participación ciudadana.

Dentro del ámbito de su competencia, todos los organismos de la

administración pública entes descentralizados y autoridades municipales deben

prever y planificar la no afectación irreversible la protección y recuperación del

ambiente y los recursos naturales para evitar su deterioro y extinción.

Arto. Nº 27: Los proyectos, obras, industrias o cualquier otra actividad, públicos

o privados, de inversión nacional o extranjera, durante su fase de preinversión,

ejecución, ampliación, rehabilitación o reconversión que por sus características

pueden producir deterioro al medio ambiente o a los recursos naturales,

conforme a la lista específica de las categorías de obras o proyectos que se

establezcan en el Reglamento respectivo, deberán obtener previo a su

ejecución, el Permiso Ambiental o Autorización Ambiental. Todo proyecto de

desarrollo turístico o de uso urbanístico en zonas costeras deberá contar con el

Estudio de Impacto Ambiental para obtener el permiso correspondiente.

Arto. Nº 46: En los planes de obras públicas las Instituciones incluirán entre las

prioridades las inversiones que estén destinadas a la protección y el

mejoramiento de la calidad de vida.

Arto. Nº 73: Es obligación del Estado y de todas las personas naturales o

jurídicas que ejerzan actividad en el territorio nacional y sus aguas

jurisdiccionales, la protección y conservación de los ecosistemas acuáticos,

garantizando su sostenibilidad.

Arto. Nº 77: Salvo las excepciones consignadas en la presente ley, el uso del

agua requerirá de autorización previa, especialmente por los siguientes

casos… numeral:

5) Verter aguas residuales o de sistemas de drenajes de aguas pluviales.

Arto. Nº 113: Se prohíbe el vertimiento directo de sustancias o desechos

contaminantes en suelos, ríos, lagos, lagunas y cualquier otro curso de agua.

c. Ley General de Aguas Nacionales (ley 620) Arto. Nº 64: Para la ejecución de proyectos de obras de almacenamiento y

derivación de aguas y descarga de aguas residuales, se requiere del previo

dictamen técnico de la Autoridad Nacional del Agua o consejos regionales

autónomos o del municipio, cuando haya sido delegado y en coordinación con

MARENA, así mismo, los proyectos de construcción, reposición, relocalización,

profundización o cambio de capacidad o de instrumentos de medición y

equipamiento de los pozos existentes o en su defecto, de cualquier otra obra

construida o por construir que se utilice o se vaya a utilizar para el uso o

aprovechamiento de las aguas nacionales.

Arto. Nº 102: Las personas naturales o jurídicas, públicas o privadas requieren

de permiso otorgado por la Autoridad del Agua de conformidad a las normas y

lineamientos establecidos por MARENA para verter en forma permanente,

intermitente u ocasional aguas residuales en cuerpos receptores que sean

aguas nacionales o bienes del dominio público, incluyendo las aguas

marítimas, igualmente para infiltrar o inyectar en terrenos que sean bienes

nacionales o en otros terrenos, cuando puedan contaminar el subsuelo o los

acuíferos.

Arto. Nº 104: Las personas naturales y jurídicas, públicas o privadas que

efectúen vertidos de aguas residuales a los cuerpos receptores a que se refiere

la presente Ley, deberán:

a) Tratar las aguas residuales previamente a su vertido a los cuerpos

receptores;

b) Cancelar el canon por vertido de aguas residuales a cuerpos receptores

nacionales;

c) Instalar y mantener en buen estado los aparatos medidores o dispositivos de

aforo y los accesos para muestreo, que permitan verificar los volúmenes de

descarga y la toma de muestras para determinar las concentraciones de los

parámetros previstos en los permisos de vertido;

d) Informar a MARENA y a la Autoridad del Agua de cualquier cambio en sus

procesos, cuando con ello se ocasionen modificaciones en las características o

en los volúmenes de las aguas residuales;

e) Operar y mantener por sí o por terceros las obras e instalaciones necesarias

para el manejo y, en su caso, el tratamiento de las aguas residuales, así como

para asegurar el control de la calidad de dichas aguas antes de su vertido a

cuerpos receptores;

f) Cumplir con las normas técnicas y en su caso con las demás condiciones

particulares de vertido, para la prevención y control de la contaminación

extendida o dispersa de carácter tóxico que resulte del manejo y aplicación de

substancias que puedan contaminar la calidad de las aguas nacionales y los

cuerpos receptores;

g) Permitir al personal del MARENA y en su caso de la Autoridad del Agua, la

realización de visitas de inspección y verificación del cumplimiento de las

normas técnicas y permisos correspondientes; y

h) Las demás que señalen las leyes y disposiciones reglamentarias.

d. Decreto Nº 33-95: “Disposiciones para el control de la contaminación proveniente de las descargas de aguas residuales domesticas, industriales y agropecuarias”

Capítulo VI. De las Descargas a Cuerpos Receptores de los Efluentes de

Sistemas de Tratamiento:

Arto. 22. Los Límites Máximos Permisibles (LMP) de Coliformes fecales

medidos como Número Más Probable no deberán exceder de 1 000 por cada

100 mL en el 80% de una serie de muestras consecutivas y en ningún caso

superior a 5 000 por cada 100 mL.

Arto. 23. Los parámetros de calidad de vertido líquido provenientes de los

sistemas de tratamientos de los alcantarillados que sean descargados, directa

o indirectamente a los cuerpos receptores deberán cumplir con los rangos y

LMP expresados a continuación:

Parámetro Si Población > 75,000 hab.

pH

SST (mg/L)

Grasas y aceites (mg/L)

Sólidos Sedimentables (mg/L)

DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

6 – 9

80

10

1,0

90

180

e. NTON 05 027-05: Norma técnica ambiental para regular los sistemas de

tratamiento de aguas residuales y su reuso Aplica en todo el territorio nacional y es de cumplimiento obligatorio para todas

las personas naturales o jurídicas, públicas o privadas que realicen actividades

de las cuales se deriven, se utilicen y se dispongan los efluentes líquidos o

aguas residuales tratadas, ya sean domésticas, industriales y agropecuarias.

7. Resultados

a. Registro de medición del caudal

Primero se midió y registró el caudal de la entrada general del STAR y los

caudales de entrada a cada módulo en operación (3 en total: módulo A, B y C).

Para esta actividad se utilizó el método velocidad-área, se midió la velocidad

del agua y áreas transversales de cada canal (Ver Anexo Nº 6, 10). Los

resultados se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 5: Registro puntual de la medición de caudal

Módulo Caudal (L/s)

A 38

B 45

C 43

Afluente STAR 126

b. Resultados de los análisis físico-químicos y bacteriológicos

A continuación en la tabla 6 se presentan los resultados de los análisis físico-

químicos y bacteriológicos obtenidos en el laboratorio central de ENACAL en

Managua, a partir del muestreo puntual realizado al STAR el 21 de agosto del

2007 con un caudal general de entrada de 126 L/s.

Tabla 6: Muestreo del afluente y efluente general del STAR

Parámetros Decreto 33-95 (Efluentes de

STAR)

Afluente general STAR

Efluente general STAR

Cumplimiento con Decreto33-95

Hora 8 : 00 AM 10 : 30 AM

Temperatura (ºC) 26,30 26,00

pH campo 6,00-9,00

6,70 6,83 Cumple

pH Laboratorio 7,10 6,71

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 80,00 633,00 68,00 Cumple

Grasas y aceites totales (mg/L) 10,00 115,18 14,08 No cumple

Sólidos Sedimentables

(mg/L) 1,00 4,90 < 0,10 Cumple

DBO5 Total (mg/L) 90,00 630,00 44,28 Cumple

DQO Total (mg/L) 180,00 996,00 133,06 Cumple

Sustancias activas al azul de metileno

(mg/L) 3,00 5,87 2,20 Cumple

Coliformes Fecales (NMP/100 mL) 1,00E+03 7,01E+06 2,20E+04 No cumple

Oxígeno Disuelto (mg/L) < 0,20 2,20

En la tabla 6 se observa la caracterización realizada al afluente o entrada

general del sistema, la mayoría de los parámetros fisicoquímicos establecidos

en los Artos. Nº 22 y 23 de Decreto 33-95 presentan valores altos y no aptos

para ser vertidos directamente a un cuerpo receptor. Con respecto al valor de

pH, es importante destacar que existe una diferencia entre el valor medido en

el campo y en el laboratorio, experimentando un ligero incremento de 6,70 a

7,10.

Dado que las aguas residuales son más susceptibles a reacciones químicas y

biológicas que las aguas potables y que los métodos de preservación

generalmente se dirigen a retardar la acción microbiológica, retardar la

hidrólisis de diferentes sustancias químicas y reducir la volatilidad de los

constituyentes, las posibles causas de variaciones en las muestras de agua

son:

La actividad biológica puede consumir o modificar ciertos constituyentes

del agua. Esta actividad incide en el contenido de oxígeno disuelto,

dióxido de carbono, compuestos de nitrógeno, etc.

El pH al igual que la conductividad y el contenido de CO2 pueden

modificarse por absorción de dióxido de carbono, procedente del aire,

fotosíntesis o respiración biológica.

Algunas sustancias pueden precipitar como hidróxidos o formar

complejos con otros constituyentes, por ejemplo carbonato de calcio y

compuestos metálicos. Y otros compuestos pueden volatilizarse como el

oxígeno.

Pueden ocurrir reacciones de oxido-reducción.

Así mismo, la relación DQO/DBO o índice de biodegradabilidad, proporciona un

valor de 1,58, lo cual indica que es materia orgánica muy degradable. Este

último parámetro es muy importante ya que es el que ayuda a decidir en el

tratamiento biológico que debe brindarse al agua residual.

Igualmente, la concentración de grasas y aceites presenta un valor de 115,18

mg/L, valor que no es típico en este tipo de afluentes y que este se debió a las

consecuencias de una descarga de aceites de máquinas, observada días antes

de la toma de muestras, afectando posiblemente la eficiencia del sistema.

Por otra parte, en el aspecto bacteriológico, se destaca la alta concentración de

coliformes fecales (7,01E+06 NMP/100mL) el cual es un valor muy frecuente si

se toma en cuenta que este tipo de aguas puede llegar a tener una

concentración hasta de 10E+07 ó 10E+08.

Los valores anteriores de coliformes fecales son muy comunes en aguas

residuales municipales debido a que éstas incluyen heces fecales provenientes

de los diferentes hogares que tienen acceso y descargan al alcantarillado

sanitario de la ciudad.

En cuanto al efluente general del STAR, la mayoría de las concentraciones de

los diversos parámetros analizados están bajo los límites máximos permisibles

que contempla el Decreto 33-95. Sin embargo, se destaca por un lado el

incumplimiento en cuanto a grasas y aceites con un valor de 14,08 mg/L,

sobrepasando en 4,08 mg/L la normativa, y por otro, el valor de coliformes

fecales sobrepasa en un ciclo logarítmico (2,20E+04 vs 1,00E+03). A pesar de

esto, es importante mencionar que el porcentaje de remoción de grasas y

aceites (87,77%) y coliformes fecales (99,68%) que realiza el sistema es

bastante alto si se toma en cuenta las características físico-químicas y

bacteriológicas con que ingresa el agua residual.

Es importante aclarar que las mediciones de caudales tanto en la entrada

general como en cada módulo de tratamiento, se realizó a la hora de efectuar

cada toma de muestra, de ahí que las mediciones de caudal se muestran en

horarios diferentes.

A continuación en la figura 1a se muestran graficados los valores de las

concentraciones de los parámetros fisicoquímicos analizados correspondientes

al afluente y efluente del STAR.

Figura 1a: Resultados de análisis fisicoquímicos del afluente y efluente general del STAR

En la figura 1a se aprecia claramente que el efluente general del STAR cumple

con la mayoría de los parámetros contemplados en el Decreto 33-95, a

excepción de las grasas y aceites, sin embargo, se puede afirmar que el STAR

presenta una eficiencia bastante alta.

A continuación, en la figura 1b se presentan los valores de concentración de

coliformes fecales presentes en el afluente y efluente del STAR.

Figura 1b: Resultados de concentración de coliformes fecales presente en el afluente y efluente general del STAR

En la figura 1b, se observa que el STAR no cumple con la concentración de

coliformes fecales exigida en el decreto 33-95, sin embargo si se observa la

concentración entrante con la saliente, la remoción es bastante considerable al

pasar de 7.01E+06 a 2.20+04 NMP/100 mL.

En la figura 1c, se aprecian claramente los porcentajes de remoción general del

STAR de los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos analizados.

Figura 1c: Porcentajes de remoción de contaminantes en el afluente y efluente general del STAR

Es notable que el parámetro con mayor porcentaje de remoción corresponde a

coliformes fecales con un 99%, seguido de los sólidos sedimentables con 98%

y la DBO5 con un 93%. Aunque esto es bastante aceptable, no es suficiente

para cumplir con el valor máximo admisible de coliformes fecales exigido en el

decreto 33-95.

Es importante considerar que el muestreo fue puntual y no compuesto como lo

exige el Decreto 33-95 debido a limitaciones con los que cuenta ENACAL,

entre los cuales se encuentra la falta de personal y escasez de recursos

económicos para efectuar el pago de horas extras al personal designado para

este tipo de trabajo. Además, la falta de disponibilidad del Laboratorio Central

de ENACAL - Managua por exceso de trabajo.

Esta situación se debe a que ENACAL quedó con un déficit de más de treinta

millones de córdobas heredado de las administraciones anteriores, las cuales

efectuaron un mal manejo de los recursos económicos pretendiendo de esta

manera dejarla descapitalizada y proceder a efectuar un proceso de

privatización de una empresa de servicio público. Actualmente, la empresa se

ha ido recuperando poco a poco de manera que el déficit ha descendido a

veinte millones de córdobas, sin embargo resulta insuficiente para que la

empresa sea nuevamente rentable.

Si bien, este muestreo puntual no es suficiente para evaluar de manera exacta

un sistema de tratamiento de aguas residuales, es importante para realizar

estimados de las eficiencias puntuales y cargas contaminantes, las que pueden

ser utilizadas como referencias para desarrollar medidas correctivas

específicas.

Tabla 7: Muestreo realizado al módulo “A” (Q = 38 L/s)

Parámetro

Decreto 33-95

(Poblaciones mayores de

75,000 habitantes)

Puntos de muestreo

Afluente RAA

Efluente RAA

Efluente facultativa

Efluente maduración

Cumplimiento con

Decreto33-95

Hora 8 : 20 AM 8 : 30 AM 8 : 40 AM 8:50 AM

Temperatura (ºC) 26,28 26,70 26,60 26,30

pH campo

6,00-9,00

7,22 6,79 6,78 6,83

Cumple pH Laboratorio 7,24 7,10 7,08 7,14

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L)

80,00 396,00 215,00 76,00 70 Cumple

Grasas y aceites totales

(mg/L) 10,00 42,00 23,00 15,97 15,30 No cumple


(mg/L) 1,00 6,00 2,50 < 0,10 < 0,10 Cumple

DBO5 Total (mg/L) 90,00 459,00 130,75 50,33 40,50 Cumple

DQO Total (mg/L) 180,00 672,00 226,00 144,00 115,00 Cumple

Sustancias activas al azul

de metileno (mg/L)

3,00 1,72 1,24 2,10 3,20 No cumple

Coliformes Fecales

(NMP/100 mL) 1,00E+03 7,00E+06 4,00E+05 3,01E+04 2,09E+04 No cumple

Oxígeno Disuelto (mg/L)

< 0,20 < 0,20 < 0,20 2,10

De la tabla 7 se puede observar que, según los resultados de ENACAL, el

STAR cumple con la mayoría de los parámetros físico-químicos del decreto 33-

95 para poblaciones mayores de 75 000 habitantes, pero no con el parámetro

de grasas y aceites y coliformes fecales. En el caso de los detergentes, el

valor obtenido sobrepasa en 0,20 mg/L el valor de la norma (3,00 vs 3,20),

siendo una diferencia mínima pero no suficiente para cumplir con el valor

establecido en el Arto. 23 del decreto 33-95.

Es importante considerar que las grasas y aceites afectan muy adversamente

la transferencia de oxígeno del agua y el atmosférico a las células que

interfieren en el proceso de degradación biológica aeróbica. Con respecto a los

detergentes, se puede decir que causan problemas de espumas en las aguas

superficiales donde hay turbulencia, además, del aporte de fósforo con el

consecuente problema de eutrofización en los cuerpos de agua.

Igualmente, es significativo mencionar que varios parámetros se cumplen

desde el efluente de la laguna facultativa a excepción de las grasas y aceites,

coliformes fecales y ligeramente los detergentes. Similares resultados se

muestran más adelante en las tablas 8 y 9, correspondientes al muestreo

puntual realizado en los otros dos módulos (B y C).

A continuación en la figura 2a se muestran graficados los valores de los

parámetros fisicoquímicos analizados correspondientes al módulo A.

Figura 2a: Resultados fisicoquímicos del efluente del módulo "A" (Laguna de maduración)

En la figura 2a se observa que el efluente del módulo A incumple con el

parámetro de grasas y aceites. El valor de 3,20 mg/L de los detergentes

sobrepasa mínimamente en 0,20 mg/L con respecto a la norma (3,00 mg/L).

Es importante mencionar que el módulo A ya se había evaluado anteriormente

como parte de la Estudio de Impacto Ambiental (EIA) que se realizó en el año

2004 al STAR dentro del Proyecto denominado “Rehabilitación, mejoramiento y

ampliación de las lagunas de estabilización de Estelí”. No obstante, para

efectos de este trabajo, se realizó una nueva evaluación para verificar su

eficiencia actual de manera general en el tratamiento de las aguas residuales.

En la siguiente figura 2b, se presentan los valores de coliformes fecales

presentes en efluente del módulo A.

Figura 2b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "A" (Laguna de maduración)

En la figura anterior se observa el incumplimiento de parámetro de coliformes

fecales, al presentarse un valor de 2.09E+04, lo cual sobrepasa el valor

máximo permisible de 1.00E+03 establecido en el decreto 33-95.

En la figura 2c se presentan los porcentajes de remoción tanto de los

parámetros fisicoquímicos como los bacteriológicos correspondiente al módulo

A.

Figura 2c: Porcentajes de remoción de contaminantes en el módulo A

Los parámetros que presentan mayor porcentaje de remoción en el efluente del

módulo A son los coliformes fecales y sólidos sedimentables ambos con 99%,

seguido de la DBO5 con un 91.12%.

Tabla 8: Muestreo realizado al módulo “B” (Q = 45 L/s)

Parámetro

Decreto 33-95


75,000 habitantes)

Puntos de muestro

Afluente RAA

Efluente RAA



Cumplimiento con

Decreto33-95

Hora 9 : 00 AM 9 : 10 AM 9 : 20 AM 9 : 30 AM

Temperatura (ºC) 27,10 27,00 27,80 27,40

pH campo

6,00-9,00

6,78 6,20 6,38 6,86



80,00 498,00 211,00 78,00 71,00 Cumple


(mg/L) 10,00 59,43 26,00 15,09 12,11 No cumple


(mg/L) 1,00 6,70 0,50 < 0,10 < 0,10 Cumple




de metileno (mg/L)

3,00 2,00 1,25 1,18 2,77 Cumple

Coliformes Fecales



< 0,20 < 0,20 < 0,20 1,90

En la Tabla 8 sigue siendo una constante el no cumplimiento de los parámetros

correspondientes a grasas y aceites con un valor de 12,11 mg/L, aunque la

diferencia con la norma es relativamente pequeña (2,11 mg/L). También se

incumplen los coliformes fecales (2,21E+04 vs 1,00E+04). Esto se observa más

claramente en las siguientes gráficas 1a y 1b.

Figura 3a: Resultados de los parámetros fisicoquímicos del efluente del módulo "B" (Laguna de maduración)

Sigue siendo una constante el incumplimiento del parámetro de grasas y

aceites, sobrepasando en 2.11 mg/L el valor máximo admisible establecido en

el decreto 33-95. Así mismo, es importante mencionar que el valor

correspondiente a los sólidos sedimentables es menor de 0,10 mg/L, lo cual no

se aprecia muy bien en el gráfico debido a que es un valor muy pequeño, pero

igualmente no sobrepasa el límite máximo permisible exigido en el Decreto 33-

95 cuyo valor es de 1,00 mg/L. Esta afirmación es válida en las figuras

anteriores y en las siguientes.

En la figura 3b, se observa la concentración de coliformes fecales presentes en

el efluente del módulo B.

Figura 3b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "B" (Laguna de maduración)

Al igual que en las figuras anteriores, es notable el incumplimiento de la

concentración de coliformes fecales que debe estar presente en el agua

residual procedente de sistemas de tratamiento. En la figura 3c, se presentan

los porcentajes de remoción de todos los parámetros analizados en el efluente

del módulo B.


En la figura anterior se observa un considerable grado de remoción para cada

unidad de tratamiento del módulo B, donde resalta nuevamente el alto

porcentaje de remoción de los parámetros de coliformes fecales y sólidos

sedimentables con un 99% y en tercer lugar la DBO5 con un 90.71%.

Tabla 9: Muestreo realizado al módulo “C” (Q = 43 L/s)

Parámetro

Decreto 33-95


75,000 habitantes)

Puntos de muestro

Afluente RAA

Efluente RAA



Cumplimiento con

Decreto33-95

Hora 9 : 40 AM 9 : 50 AM 10 : 00 AM 10:10 AM

Temperatura (ºC) 27,80 26,80 26,60 26,00

pH campo

6,00-9,00

7,12 6,56 6,70 6,59



80,00 490,00 188,50 88,00 63,00 Cumple


(mg/L) 10,00 65,11 28,00 17,20 15,22 No cumple


(mg/L) 1,00 3,00 0,60 < 0,10 < 0,10 Cumple




de metileno (mg/L)

3,00 3,80 1,88 1,18 2,09 Cumple

Coliformes Fecales



< 0,20 < 0,20 < 0,20 2,30

Al igual que en los módulos anteriores, en la tabla 9 se aprecia que el efluente

del módulo C cumple con la mayoría de los parámetros contenidos en la

norma, sin embargo, igualmente no se cumple con los coliformes fecales

(2,11E+04 vs 1,00E+04) ni con las grasas y aceites (15,22 mg/L vs 10 mg/L).

Además a diferencia de los módulos anteriores, aquí se observa una ligera

disminución en el valor de detergentes, el cual, es de 2,09 mg/L, respecto a 3,8

mg/L que es el valor con el que ingresa al módulo C. A continuación, se

presenta el gráfico para los valores fisicoquímicos obtenidos en el módulo C en

la figura 4a.

Figura 4a: Resultados de los parámetros fisicoquímicos del efluente del módulo "C" (Laguna de maduración)

En la figura 4a se observan los valores fisicoquímicos obtenidos para el

efluente del módulo C el cual, sobrepasa los límites máximos permisibles

(LMP) en de grasas y aceites (15,22 mg/L vs 10 mg/L).

Sin embargo, cabe recordar que el parámetro grasas y aceites resultó afectado

por una descarga de aceites de máquinas observada días anteriores al

muestreo por los operadores del STAR.

Por lo tanto, no se tiene certeza realmente de la eficiencia del sistema en

cuanto a éste parámetro. Además, el porcentaje de remoción de carga

contaminante general es bastante significativo.

En la figura siguiente, 4b se presentan los valores obtenidos para coliformes

fecales.

Figura 4b: Resultados de la concentración de coliformes fecales presentes en el efluente del módulo "C" (Laguna de maduración)

El valor de coliformes fecales de 2.11E+03 NMP/100 mL obtenido en el

efluente del módulo C incumple nuevamente con lo establecido en la norma

(1.00E+03 NMP/100 mL). Sin embargo, en la figura 4c se aprecia el alto

porcentaje de remoción de los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos.


En la figura anterior, sigue siendo una constante el alto porcentaje de remoción

de los coliformes fecales (99%), sólidos sedimentables (97%) y en menor grado

la DBO5 (88%).

Todas las anteriores mediciones se realizaron con un caudal medio general de

entrada de 126 L/s. Del mismo modo, se midieron los caudales de entrada a

cada módulo los cuales fueron los siguientes: módulo A: 38 L/s, módulo B: 45

L/s y módulo C: 43 L/s. Es conveniente mencionar que el caudal puede variar

en diversas horas del día, sobre todo en las horas pico.

El período de retención general estimado de todo el sistema para el caudal de

126 L/s es de aproximadamente 8 días (sin considerar el volumen de lodos y

sedimentos acumulados), por lo que hace suponer que el período de retención

real puede llegar a ser muchísimo menor, lo que incide en los ciclos de

eliminación de patógenos.

La bibliografía recomienda períodos de retención ideales de 15 días o más,

dependiendo de los ciclos de bacterias que se quieran eliminar.

El tiempo de retención hidráulica es el parámetro de diseño más utilizado para

lagunas anaerobias. Sin embargo, la variabilidad de los datos presentados por

distintos autores es muy grande. Por tanto, el proyectista debe seleccionar

cuidadosamente entre los diferentes métodos existentes aquellos que se hayan

deducido en las condiciones más similares a las de la planta que se proyecta.

Cuando el tiempo de retención es pequeño no dará lugar a la fase

metanogénica, y por tanto, aparecerán malos olores así poco un mal

rendimiento en la desaparición de la materia orgánica.

En cambio, cuando el tiempo de retención es muy grande, la aparición de algas

produce la reducción del oxígeno existente, y con ello una mala depuración.

Por tanto, el tiempo de retención debe ser cuidadosamente ajustado, de forma

que las fases acidogénicas y metanogénicas estén equilibradas. En la tabla Nº

9 se presentan ejemplos de tiempos de retención recomendados para el diseño

de lagunas anaerobias.

Tabla 10: Tiempos de retención hidráulica recomendados para el diseño de

lagunas anaerobias

Tiempo de retención (días) Referencia

5-50 Eckenfelder, 1970

5 Mara, 1976

2-5 Parker y cols, 1959

30-50 Eckenfelder, 1961

2-5 Malina y Rios, 1976

Por otra parte, se midió la concentración de oxígeno disuelto (OD) en los tres

módulos (A, B y C), debido a que el efluente general del STAR descarga en La

Quebrada La Limonosa que es el cuerpo receptor final, la cual en verano pierde

su flujo superficial, convirtiéndose en un cauce que transporta las aguas

residuales tratadas para su vertido final en el río Estelí.

Sin embargo, en invierno la calidad de agua que circula en la quebrada La

Limonosa se ve afectada por el vertido de las aguas residuales tratadas

provenientes del STAR, razón por la cual se procedió a revisar la concentración

de O.D. en el sitio de vertido, obteniendo una concentración de 2,2 mg/L.

Valor que esta por debajo de los mínimos recomendados en la literatura

especializada para garantizar la vida de peces en cuerpos de agua

superficiales (Ver Figura Nº 5).

Resultados de la concentración de oxígeno disuelto determinado para el efluente general del STAR

2.2

4

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

mg/L

Efluente general STAR Límite mínimo de OD para vida de peces Límite recomendado de OD para cuerpos de agua

Figura 5: Resultados de la concentración de oxígeno disuelto determinado para el efluente general del STAR

Se aprecia en la figura anterior que el efluente general del STAR está muy por

debajo de los límites mínimos o recomendables para concentraciones de

oxígeno disuelto (OD) necesarias para la existencia de peces (4 mg/L)1 y

cuerpos de agua (8 mg/L)2 con un valor de 2,20 mg/L. Además, es posible que

el efluente afecte directamente al río Estelí, debido a que la corriente de agua

de La Quebrada La Limonosa tiene un caudal inapreciable y esta es afluente

del mismo río (Ver Anexo Nº 8).

Sin embargo, el río Estelí puede oxigenarse a pocos metros por la turbulencia,

además, posee una gran capacidad de auto depuración a lo largo de su cauce,

lo cual beneficia a los pobladores que hacen diferentes usos de dicho cuerpo

de agua.

1 Tratado de ecología; Turk – Wittes; 1974, p. 333 2 Tratado de ecología; Turk – Wittes; 1974, p. 332

c. Cálculo de carga contaminante

Como análisis adicional, se realizó el cálculo de la carga contaminante general

en términos de DQO, que el STAR aporta al río Estelí, resultando un valor de 1

425,55 Kg. /día. Con respecto a DBO5, el valor de carga contaminante general

fue de 474,39 Kg. /día.

Este cálculo corresponde a la cantidad aproximada de carga contaminante en

términos de DQO y DBO5 en unidades de Kg. /día que el STAR aporta al

cuerpo receptor (quebrara La Limonosa). Este valor es necesario para conocer

la cantidad aproximada de materia orgánica en términos de DQO y DBO5 que

el STAR descarga en el cuerpo receptor final y que tiene una estrecha relación

con el OD, dado que a mayor cantidad de carga contaminante vertida al cuerpo

receptor final menor es la concentración de OD presente en el agua. Para

efectos del cálculo de este parámetro se tomaron solamente los valores del

efluente general del STAR (Ver Anexo Nº 7).

A continuación en la Tabla 11 se presenta una comparación entre los

porcentajes de remoción de la carga contaminante en términos de DBO5 y

DQO en (Kg./día) para cada unidad de tratamiento de cada módulo, a fin de

determinar el módulo más eficiente en el proceso de remoción de la carga

contaminante.

Tabla 11: Porcentajes de remoción de carga contaminante en términos de DBO5 y DQO (Kg. /día) de cada unidad de tratamiento

Módulo A B C

Caudal (L/s) 38 45 43

Unidad de tratamiento RAA LF LM RAA LF LM RAA LF LM

Carga en términos de DBO

Carga DBO entrada (Kg/día) 2 206,310 2 052,864 1 315,180

Carga DBO salida (Kg/día) 429,278 165,243 132,969 731,25 291,794 190,706 781,418 364,535 152,508

% de remoción 71,51 89,03 91,17 64,37 85,78 90,71 40,58 72,28 88,40

Total STAR (Promedio ‐ % ‐) 90,09

Carga en términos de DQO

Carga DQO entrada (Kg/día) 2 206,310 2 877,120 2 136,240

Carga DQO salida (Kg/día) 742,003 472,780 377,56 1 244,16 555,984 466,56 1 308,864 705,479 521,354

% de remoción 66,36 78,57 82,88 56,75 80,67 83,78 38,73 66,97 75,59

Total STAR (Promedio ‐ % ‐) 80,75

En la tabla anterior se observa que el mayor porcentaje de remoción de carga

contaminante en términos de DQO (Kg. /día), corresponde a las unidades de

tratamiento del módulo B, seguido del módulo A y en menor grado el módulo C. La

eficiencia general de todo el sistema con respecto a la remoción de carga es de

80,75%. A continuación el la figura 6 se presentan gráficamente los porcentajes de

remoción de carga contaminante en términos de DQO (Kg. /día) de cada módulo

comparado con el STAR en general.

Figura 6: Comparación entre los porcentajes de remoción de carga contaminante

entre unidades de tratamiento de cada módulo

En la Figura 6 se visualiza claramente que el módulo B es el más efectivo en

remover la carga contaminante en términos de DQO (Kg. /día). Cada unidad de

tratamiento de este módulo (RAA, LF y LM) remueve entre 56% y 83% de la carga

aportada por el STAR al río Estelí.

d. Resultados de la evaluación de la operación y mantenimiento del STAR

Como parte de la evaluación general, se efectuó una evaluación relacionada a la

operación y mantenimiento que actualmente se le brinda al STAR. Esta evaluación

consistió en realizar una inspección/valoración a todo el sistema, en la cual se

verificó el grado de cumplimiento de los trabajos efectuados como parte de las

medidas y recomendaciones planteadas en el EIA realizado en el año 2004. En la

tabla 12 se presenta una lista de equipos que serían adquiridos e instalados como

parte del Proyecto de rehabilitación del STAR.

Tabla 12: Equipos para operación y mantenimiento del STAR

Descripción Cantidad Especificaciones

Rejas gruesas

1

Las rejas consistirán de barras planas de acero, con un rastrillo, como mecanismo para limpiar las rejas desde aguas arriba, plataforma de operación y otros accesorios necesarios.

Rejillas finas 1

Rejilla de escalera o escalón (Step screen) flexible, que se instalará en el canal de aguas crudas. Su funcionamiento será automático por pérdida de carga o por tiempo, según criterio del operador.

Este equipo deberá trabajar en armonía con un sistema de lavado y escurrido de las basuras (“Lavador y prensa de basuras”) como se indica en otro aparte de estas especificaciones.

Lavador y prensa de basuras (wash press)

1

Se instalará un equipo que en un solo sistema lave y retire los residuos solubles (materia fecal) recogidos en la rejilla fina tipo escalera, y posteriormente escurra, compacte y transporte las basuras a un lugar en donde será dispuesta.

El material retenido en la rejilla será tratado y transportado directamente en la “Prensa de lavado” a través de una tolva de alimentación. Un mecanismo para lavado y compactación transportará lo retenido a un recinto de enjuague cada cierta cantidad de basura. Los componentes solubles del lavado y prensado deben retornar al flujo de las aguas crudas.

El equipo debe hacer unidad con la rejilla. Se debe proveer un sistema de recolección y almacenamiento breve de lo recuperado y escurrido.

Canaletas Parshall 5

Para la medición de caudales, con ancho de gargantas serán los indicados a (2 de 45,7 cm y 3 de 30,5 cm) y el resto de las dimensiones serán las convencionales correspondientes a las gargantas indicadas. El material será de plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP).

Además, se instalarán los pozos integrales de aquietamiento de 12 y 14 pulgadas de diámetro; escala graduada en centímetros adosada a la pared interior de la canaleta; escala graduada en litros/segundo y en m3/día.

Sistema de cloración (opcional)

1

El sistema de cloración lo forman, entre otros, los siguientes componentes:

• Los tanques de cloro de una tonelada a presión

• Báscula para control de peso

• Tuberías de conexión entre los diferentes elementos en los materiales apropiados para manejo de gas cloro y solución

• Bomba para el suministro de agua y operación adecuada del inyector

• Reguladores de vacío

• Inyectores

• Tubería de venteo

• Detector de fugas con alarma sonora y luminosa

• Rodos para el apoyo de los cilindros

Tractor 1

Tractor sobre llantas, motor de 3 cilindros diesel de 20 HP de potencia al volante y 17 HP, transmisión hidrostática, bomba hidráulica de centro abierto, con 7,4 galones/minuto, toma de fuerza de 540 rpm, enganche de tres puntos y capacidad de levante de 1 150 libras.

Cargador frontal 1

Cargador frontal para anexar a tractor de 20 HP de 61 pulgadas de ancho; con capacidad de 13 pies cúbico, capacidad de carga a altura máxima 2 500 libras, altura máxima con carga de 3,25 metros.

Podadora 1

Podadora para anexar a tractor de 20 HP, tipo chapodadora de enganche a tres puntos, categoría I y II.

Ancho de trabajo de 48 pulgadas, velocidad de la toma de fuerza de 540 rpm, platos deslizantes en el clutch, potencia mínima

requerida de 14 HP y rueda de caucho laminado.

Balsa con equipo de bombeo (diseño, construcción y suministro)

1

Diseño, construcción y suministro de la balsa, con un largo “estimado” de 3 metros, ancho “estimado” de 2 metros, material de la estructura de acero inoxidable, elementos secundarios de aluminio, material de las boyas de flotación de aluminio, material del piso de láminas de PVC y antideslizante, con un peso total (sin equipo) de bombeo menor de 200 kilogramos.

Compuertas 12

Diseñar, fabricar, ensamblar suministrar e instalar compuertas del tipo deslizante para el sistema de conducción de aguas residuales del STAR. Cada unidad se suministrará completamente ensamblada, compuesta por la compuerta propiamente dicha, la estructura soporte o marco, vástago, dispositivo de izamiento, y todos los accesorios para el montaje, y listas para la instalación y operación. De material de acero inoxidable de diferentes tamaños (Ancho desde 1,95 m; 1,50 m; 1,08 m y a 0,56 m y alto de 0,90 m).

De igual manera, los trabajos en el STAR contemplaban suministros, construcción,

instalaciones, pruebas y puesta en marcha lo que implicaba las siguientes

actividades:

Canales principales y secundarios de diferentes dimensiones.

Desarenador.

Tanque de cloración.

Obras verticales como caseta de cloración, edificio de operaciones,

garaje.

Rehabilitación y construcción de cercas y portones.

Caseta para instalación de rejillas, lavador, exprimidor y compactador de

los desechos sólidos que se extraerán de las rejas.

Instalaciones eléctricas exteriores (iluminación en toda el área del

STAR).

Obras de infraestructura vial, como adoquinado, cunetas y bordillos,

drenaje pluvial, puentes vehiculares, alcantarillas, andenes y el

revestimiento de los caminos no principales con balastro, obras de

protección del cuerpo receptor (gaviones y cabezal de descarga).

Dotación de equipo para el mantenimiento y operatividad del sistema,

como son rejas gruesas, rejillas finas, sistema de lavado y prensado de

basura, canaletas Parshall, equipo de cloración, tractor de 20 HP,

chapodadora mecánica que se adaptará al tractor, balsa con equipo de

bombeo y bombas para lodos, con sus respectivas tuberías para

trasportar los lodos a los respectivos lugares de disposición.

Sistema de manejo, disposición y tratamiento de los desechos sólidos.

Se construirán lechos de secado y una laguna de secado para manejo y

tratamiento de los lodos.

También, en el documento de EIA realizado en el año 2004, se contempló la

elaboración de un manual de operación y mantenimiento que incluyera todas las

actividades a realizarse para el buen funcionamiento general del STAR.

Resultados:

Como resultado de la evaluación a la operación y mantenimiento que se le brinda

al STAR actualmente, se verificó que no se logró realizar todas las obras previstas

a construirse ni se adquirieron todos los equipos. Así mismo, tampoco se elaboró

un manual de operación y mantenimiento para el buen funcionamiento del STAR

como lo planteaba el documento de EIA.

A continuación, en la tabla 13 se presentan los equipos adquiridos para la

operación y mantenimiento y los trabajos que finalmente se efectuaron en el

STAR:

Tabla 13: Equipos adquiridos y obras realizadas en el STAR

Equipos p/operación y mantenimiento adquiridos Obras complementarias realizadas

1 reja fina Construcción de canales de entrada y salida, desarenador, cámara distribuidora de caudales.

1 reja gruesa Construcción y reposición de andenes.

1 Lavador y prensa de basuras (wash press)

Instalación y puesta en marcha de los siguientes equipos: rejas gruesas, rejillas, lavado, escurrimiento y compactación de material retenido en las rejillas.

12 Compuertas Instalación de tuberías.

Protecciones (gaviones, portones, malla eslabonada, cunetas aguas de escorrentías).

Sistema de manejo, disposición y tratamiento de los desechos sólidos (relleno sanitario).

Laguna para manejo y secado de lodos.

En la tabla anterior se observa que respecto a los equipos para operación y

mantenimiento del STAR a ser adquiridos, solamente se adquirieron 4 de los 10

contemplados en el documento de EIA, representando un bajo cumplimiento del

40%.

Además, hay que agregar que las compuertas fueron mal instaladas por la

empresa encargada de las construcciones, ya que casi todas presentan

filtraciones de agua e impiden en muchos casos una separación eficiente del agua

en áreas donde se requiere.

Entre los equipos faltantes e indispensables para el buen funcionamiento del

STAR y que inicialmente estaban previstos a ser adquiridos, se encuentran los

siguientes:

Canaletas Parshall: Estas unidades sirven para realizar mediciones de

caudal con un nivel de exactitud bastante aceptable, sin embargo no fueron

instaladas en el STAR, por lo que la única manera de medir caudal de

entrada al sistema es por el método de velocidad-área utilizando flotadores,

en el cual el nivel de exactitud es menor.

No se adquirió balsa nueva con equipo de bombeo y bombas para lodos,

con sus respectivas tuberías para trasportar los lodos a los respectivos

lugares de disposición.

No se adquirió ni instaló equipo de cloración (este último era opcional).

En cuanto a la ejecución de obras complementarias, el porcentaje de ejecución fue

mayor ponderando un cumplimiento del 70%, sin embargo faltaron obras

importantes como las mencionadas a continuación:

No se construyeron lechos de secado de lodos, los cales son my

importantes a la hora de limpieza de los reactores anaeróbicos abiertos

(RAA) y demás unidades de tratamiento del STAR.

No se realizó la construcción de obras de infraestructura vial, como

adoquinado, puentes vehiculares, alcantarillas, andenes y el revestimiento

de los caminos no principales con balasto, los cuales eran indispensables

para la entrada de vehículo especial (equipo vac-call) para la recolección de

los lodos extraídos de las unidades de tratamiento del STAR.

No se construyó obras verticales como edificio de operaciones y garaje,

solamente se pintaron las viejas estructuras existentes.

No se realizaron instalaciones eléctricas exteriores (iluminación en toda el

área del STAR).

Así mismo, como parte de la evaluación y debido a que no existía, se elaboró un

manual de operación y mantenimiento, el cual incluye todas las actividades a

realizarse en el STAR enfocadas a operación, mantenimiento y mejoras.

También, el manual incluyó un capítulo dirigido a la seguridad de la planta, donde

se contemplan los siguientes acápites:

Equipos de protección para los operadores: Se verificó que los trabajadores

no cuentan con los adecuados equipos de protección personal para realizar

sus labores diarias.

Herramientas de trabajo: Así mismo, los operarios no poseen todas las

herramientas necesarias para realizar mantenimiento al sistema de

tratamiento.

Materiales de limpieza y desinfección: No se encontró durante las visitas de

campo, ningún material para realizar labores de limpieza y desinfección

tanto para el local como para los operarios.

Otros requerimientos: La empresa carece de cantidad suficiente de gasolina

y diesel para los motores y bombas que se utilizan en las labores de

operación del STAR.

Técnicas de prevención de accidentes: No se cuenta con ningún letrero o

advertencia ni manual de prevención de accidentes dentro del local.

Aspectos relacionados a la salud del operario: No se han realizado en años

consecutivos exámenes médicos ni proveído ningún tipo de medicamento a

los operarios del STAR.

En los aspectos anteriormente expuestos, es notable que el sistema muestra

serias deficiencias, lo cual implica principalmente graves riesgos para la salud de

los operarios del STAR.

Cabe mencionar que ninguno de los aspectos anteriores fue tomado en cuenta en

el proyecto denominado “Rehabilitación, mejoramiento y ampliación de las lagunas

de estabilización de Estelí”, por lo que los operarios del STAR carecen de equipos

de seguridad y/o protección y herramientas necesarias para realizar las labores de

operación y mantenimiento diarias. Igualmente, carecen de otros requerimientos

como chapodadora y bombas para succión de lodos en buen estado, combustible

y lubricantes en cantidades suficientes.

Del mismo modo, se plantean algunas recomendaciones que son necesarias para

garantizar un correcto y efectivo funcionamiento del sistema en general y contribuir

a mejorar la eficiencia en el tratamiento de las aguas residuales. El manual se

presenta en el capítulo de Anexos con una extensión de 20 páginas.

8. Conclusiones

Como resultado de la evaluación a la operación y mantenimiento que se le

brinda al STAR, se verificó que no se logró realizar todas las obras

previstas a construirse, no se adquirieron todos los equipos ni se elaboró el

manual de operación y mantenimiento como lo planteaba el documento de

EIA. Respecto a los equipos para operación y mantenimiento del STAR a

ser adquiridos, solamente se logró un cumplimiento del 40%, indicando un

bajo cumplimiento a lo establecido en el documento de EIA.

Además, hay que agregar que varias obras fueron mal construidas o

instaladas (compuertas, canales) por la empresa encargada de las

construcciones, ya que se presentan filtraciones de agua e impiden en

muchos casos una separación eficiente del agua en áreas donde se

requiere, afectando de esta manera el proceso de tratamiento del agua

residual.

Así mismo, como parte de la evaluación, se elaboró un manual de

operación y mantenimiento, el cual incluye todas las actividades a

realizarse en el STAR enfocadas a operación, mantenimiento y mejoras.

Esta actividad se realizó en vista que no existía un documento base en

donde se establecieran las actividades de operación y mantenimiento que

debe brindársele al STAR, a pesar de que el documento de EIA del

proyecto lo contemplaba.

También, es importante mencionar que el manual parte de la evaluación de

las actividades diarias de operación y mantenimiento que los trabajadores

realizan en el STAR, los cuales no llevan ningún tipo de registro de datos.

Al mismo tiempo, se destaca la inclusión de un capítulo dedicado a la

seguridad de la planta que contiene aspectos relacionados con la salud y

seguridad de los operarios, materiales, herramientas y técnicas de

prevención de accidentes.

De acuerdo con el análisis fisicoquímico y bacteriológico efectuado, se

puede concluir que el STAR posee una eficiencia significativa en la

remoción de los parámetros contemplados en los Artos. Nº 22 y 23 del

decreto 33-95. Sin embargo, se incumplen algunos parámetros importantes,

principalmente coliformes fecales, representando un alto grado de

contaminación para el cuerpo receptor y posible fuente de enfermedades

para la población que hace uso del río Estelí.

Así mismo, es importante mencionar que el actual STAR, en cada laguna

de maduración de los tres módulos, cuenta con pantallas deflectoras para

aumentar el recorrido y superficie de contacto para favorecer la

sedimentación de partículas, como por ejemplo, huevos de helmintos. No

obstante, en los resultados de los análisis, el parámetro coliformes fecales

resultó un ciclo logarítmico por encima del Límite Máximo Permisible (LMP)

contemplado en el Decreto 33-95 (1,00E+03 vs 2,20E+04 NMP en 100 mL).

A pesar de ello, el sistema en general y en cada uno de los módulos,

remueve aproximadamente un 99% de patógenos, sin embargo no logra

remover lo suficiente para cumplir con lo establecido en los Artículos Nº 22

y 23 del decreto Nº 33-95.

También, resultaron fuera de la norma los parámetros referidos a grasas y

aceites y en algunos casos los detergentes, pero cabe aclarar que el

primero fue por vertido de aceites de máquinas observado días antes del

muestreo, posiblemente procedentes de talleres de auto lavado y

estaciones de servicio, los cuales vierten sus efluentes al alcantarillado

sanitario sin ningún tipo de tratamiento previo a como lo exigen las leyes

nacionales, afectando de esta manera la eficiencia del sistema. Del mismo

modo, la diferencia en el valor de los detergentes (sustancias activas al azul

de metileno) en el módulo A es mínima (3,2 vs 3 mg/L) con respecto a la

norma.

Es importante destacar que el muestreo fue puntual y no compuesto como

lo establece el Decreto 33-95, debido a limitaciones de personal, tiempo,

financieros y exceso de trabajo en el Laboratorio Central de Aguas

Residuales de ENACAL en Managua. Sin embargo, se recomienda realizar

un estudio más amplio, que contemple un muestreo de 24 horas o

compuesto que evalúe integralmente la eficiencia del sistema en el proceso

de remoción de la carga contaminante procedente de las aguas residuales

municipales. Esto no significa que el estudio actual no sea confiable, ya que

éste nos da una estimación general de la eficiencia de todo el sistema.

9. Recomendaciones

La medición del oxígeno disuelto (OD), aunque no está contemplado en el

Decreto 33-95, es importante determinarlo para efectos de descarga en

cuerpos receptores, en este caso la quebrada La Limonosa. En el análisis

realizado el valor de este parámetro resultó muy por debajo de los límites

mínimos recomendados para cuerpos de agua y la vida de peces. Sin

embargo, este cuerpo está prácticamente seco o sin flujo apreciable,

además de no dársele ningún tipo de uso por parte de los pobladores

aledaños, resultando directamente la afectación al río Estelí, debido a que

la quebrada es afluente de este último.

Es recomendable poner en funcionamiento la rejilla mecánica fina (lavadora

de basura) de modo que en el pre-tratamiento se retenga mayor cantidad

de material sólido suspendido y de esta manera reducir la carga

contaminante que entra a los diferentes módulos que conforman el STAR.

Esto contribuirá a elevar el OD aunque en mínimas concentraciones.

La empresa encargada del STAR podría considerar la instalación de un

sistema de cloración (opcional) como la manera más económica de

desinfección y también ampliar el número de pantallas deflectoras en la

laguna de maduración del módulo A, dado que ésta es la que posee el

menor número de pantallas deflectoras. Esto con el objetivo de contribuir al

cumplimiento con el parámetro de coliformes fecales exigido en el decreto

33-95, el cual exige un valor no mayor de 1,00E+03 NMP/100 mL.

Es necesario que la empresa encargada del STAR, en este caso ENACAL,

tome en cuenta y ponga en práctica las actividades de operación y

mantenimiento contempladas en el manual elaborado en este trabajo, de

manera que se garantice un adecuado funcionamiento general del sistema

y contribuir a lograr una eficiencia considerable en la remoción de los

parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos contemplados en los artículos

Nº 22 y 23 del decreto 33-95.

Es de suma importancia considerar las propuestas de mejoras

contempladas en el manual de operación y mantenimiento para que el

STAR trabaje adecuadamente. Igualmente, es necesario poner en

operación el relleno sanitario construido como parte del proyecto, para

depositar todo los desechos extraídos de los diferentes tipos de rejillas

(finas y gruesas) ubicadas en el tratamiento preliminar y estabilizarlos

utilizando cal común.

10. Lecciones Aprendidas

Es necesaria la caracterización de cada una de las unidades que

conforman un STAR, para entender su funcionamiento, las limitantes

constructivas y problemas operativos.

La eficiencia de remoción de los parámetros establecidos en el Decreto 33-

95: “Disposiciones para el control de la contaminación proveniente de las

descargas de aguas residuales domesticas, industriales y agropecuarias”,

depende de las condiciones ambientales del lugar, prácticas operativas, el

mantenimiento preventivo, recursos humanos y financieros asignados por

la empresa administradora del STAR.

Es requisito de la empresa responsable del STAR (ENACAL) disponer de la

supervisión adecuada durante la construcción o mejoras de las obras de

rehabilitación para garantizar el cumplimiento de las acciones establecidas

en el documento de EIA.

Los resultados de caracterización obtenidos del Laboratorio Central deben

ser interpretados debidamente, dado que son los que determinarán las

acciones a realizar en el STAR.

Para facilitar el levantamiento de información de campo es necesario

disponer de herramientas de trabajo como formatos de supervisión,

entrevistas semi-estructuradas, libros diarios de registro (notebook), fichas,

etc. Esto con el objetivo de crear una cultura de registrar todos los datos de

campo sujetos de medición y control o cualquier evento inesperado que

pueda ocurrir en el STAR.

Se requiere brindar capacitación a los trabajadores del STAR con el

propósito de darles a conocer detalladamente el manual de operación y

mantenimiento elaborado en este trabajo investigativo, de manera que les

permita comprenderlo plenamente y realicen adecuadamente las

actividades planteadas en el documento. Esto contribuirá al correcto

funcionamiento del STAR y por consiguiente a mantener y/o mejorar la

eficiencia del proceso de tratamiento.

11. Bibliografía

AENOR (1997): Calidad del agua. Medio ambiente. Recopilación de

Normas UNE. AENOR N.A. Tomo 1. Madrid.

Microsoft Corporation (2009): Biblioteca de Consulta Microsoft ® MSN

Encarta ® 2009 Premium [DVD]. Depuración de aguas. © Reservados

todos los derechos.

Asamblea Nacional de Nicaragua (2000): Constitución Política de la República de Nicaragua. Capítulo III: Derechos sociales, Artículo 60.

Managua. pp. 11.

Asamblea Nacional de Nicaragua (2000): Decreto Nº 33-95: “Disposiciones para el control de la contaminación proveniente de las descargas de aguas residuales domesticas, industriales y agropecuarias”; artículos 22-23. pp. 23-25.

Gámez, Sergio (2005): Curso INIFOM: Aguas residuales. Características, tratamiento y calidad de efluentes: Lagunas de estabilización para el tratamiento de aguas residuales domésticas.

Universidad Nacional de Ingeniería, Centro de Investigación y Estudios en

Medio Ambiente (CIEMA-UNI). Managua.

Nicaragua, Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (INAA).

Criterios para el diseño de las lagunas de estabilización y de las lagunas aireadas base técnica. Sección Anexos, pp. 18-19.

Korsak, Larisa (2007): Curso de tratamiento de agua residual. Centro

Nacional de Producción más Limpia. Managua.

Asamblea Nacional de Nicaragua (2007): Ley General de Aguas Nacionales (Ley 620). Título IV Capítulo VIII, arto. 64; Título VII Capítulo II,

arto. 102, 104.

Asamblea Nacional de Nicaragua (1997): Ley General del Medio

Ambiente y los Recursos Naturales (Ley 217). LA GACETA Nº 105.

Título I Capítulo I, arto. 4; Título II Capítulo II, arto. 12, 27, 46; Título III

Capítulo II, arto. 73, 77; Título IV Capítulo I, arto. 113.

Ministerio de desarrollo económico, Dirección de agua potable y

saneamiento básico (2000): Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS – 2000. Sección II título E: tratamiento de aguas residuales. República de Colombia. Bogotá d.c.

Comisión Nacional de Normalización Técnica y Calidad, Ministerio de

Economía y Desarrollo (2005): NTON 05 027-05: Norma técnica ambiental para regular los sistemas de tratamiento de aguas residuales y su reuso. pp 1-32.

OPS/CEPIS/PUB (2002): Operación y mantenimiento de plantas de tratamiento de agua. Lima. pp 573-605.

Salazar, Doreen (2003): Guía para el manejo de excretas y aguas

residuales municipales. PROARCA/SIGMA.

Shaw, E.M. (1983). Hidrology in Practice. Van Nostrana Reinhold (UK)

Co. Ltd., pp. 569.

Suematsu, Guillermo (1995): Aspectos Generales y Principios Básicos de los Sistemas de Lagunas de Estabilización. Santiago de Cali,

Colombia.

UNIDAD DE GESTIÓN PROYECTO INTEGRADO ESTELÍ OCOTAL,

Programa Regional de Reconstrucción para América Central (PRRAC)

(2004): Estudio de impacto ambiental del proyecto: “rehabilitación, mejoramiento y ampliación del alcantarillado sanitario y sistema de tratamiento de aguas residuales domésticas de la ciudad de Estelí”. Estelí.

Turk – Wittes (1974): Tratado de ecología; pp. 332-333.

12. Anexos

1) Localización geográfica del sitio

Ubicación Geográfica del STAR y cobertura de la Red de Alcantarillado Sanitario (RAS)

FUENTE: UNIDAD DE GESTIÓN PROYECTO INTEGRADO ESTELÍ OCOTAL, Programa Regional de Reconstrucción para América Central (PRRAC). 2004

2) Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) de la ciudad de Estelí

816

.26 m

8 16.5 48 m

8 16.2 5 m

P 1

ENTRADA = 8

16 .2 5ELEV AC IO

N DE

SA

LI DA

SA

L IDA

SA

L IDA

816 . 64 m

81 2. 50 m

812

.178

m

815

. 928 m

814 .1

78 m

DIRECCION DEL FLUJO

SALIDA

815.9

28

816. 21

8 m

816.78

2 m

815

. 94 m

816. 1

78 m

815

. 928

m

815

. 928

m

815

.928

m

816

. 278

m

816 .1

0 m

DIRECCION DEL FLUJO

S ALIDA

815 . 9

28

816 .1

0 m

816

. 35 m

816

. 10 m

816 . 1

0 m

816

.45 m

Esquema de las unidades de tratamiento que conformarían el STAR


Mod

ulo

C: L

agun

a fa

culta

tiva Laguna de

secado para lodos

Módulo A Laguna de maduración

Reactores anaeróbicos abiertos

Lechos de secado para lodos

Módulos B y C: Lagunas de maduración

Mod

ulo

B: L

agun

a fa

culta

tiva

Mod

ulo

A: L

agun

a fa

culta

tiva

3) Diagrama de unidades de tratamiento del Sistema de Aguas Residuales (STAR) de la ciudad de Estelí

Recolectora principal

Vertedero de exceso

Rejas mecánicas

Sedimentador de arenas

Caja de distribución de caudales (a los tres módulos)

Reactor Anaeróbico Abierto de flujo ascendente

Laguna facultativa

Laguna de maduración

Cabezal de descarga

Caja unificadora de caudales de los tres módulos

4) Diagrama de flujo de proceso del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) de la ciudad de Estelí

Recolección y Conducción

Control de caudal de ingreso

Separación de sólidos gruesos

Sedimentación de arenas

Distribución de caudales (a los tres módulos)

Sedimentación primaria

Sedimentación secundaria

Sedimentación terciaria

Descarga del efluente general al cuerpo receptor

Unificación de caudales de lo tres módulos

5) Reactor Anaeróbico Abierto (RAA)

Unidad construida como tratamiento primario

Tubería de ingreso al operar como RAA

Tubería de salida al operar como RAA

Tubería de ingreso al operar como LA

Tubería de salida al operar como LA

Entrada general o afluente

Salida general o efluente

RAA

RAA

RAA

L F

L F

L F

L M

L M

L M

Esquema de las variantes de operación de la unidad (RAA)

6) Esquema de los puntos de muestreo puntual establecidos dentro de los módulos (A, B y C) del STAR

L

Laguna

Lagu

na

Salidas

Entradas

Reactor Anaeróbico Abierto (RAA)

P1

P10

P6

P2

P11

P7

P3

P12

P8

P4

P14

P13

P5

P9

C

B

A

Leyenda:

P1: Entrada General al STAR

P2: Entrada RAA - Módulo A

P3: Salida RAA – Entrada Laguna Facultativa Módulo A

P4: Salida Laguna Facultativa – Entrada Laguna de Maduración Módulo A

P5: Salida Laguna de Maduración Módulo A

P6: Entrada RAA - Módulo B

P7: Salida RAA – Entrada Laguna Facultativa Módulo B

P8: Salida Laguna Facultativa – Entrada Laguna de Maduración Módulo B

P9: Salida Laguna de Maduración Módulo A

P10: Entrada RAA - Módulo C

P11: Salida RAA – Entrada Laguna Facultativa Módulo C

P12: Salida Laguna Facultativa – Entrada Laguna de Maduración Módulo C

P13: Salida Laguna de Maduración Módulo C

P14: Salida General al STAR

7) Cálculo de la carga contaminante

Carga contaminante en términos de DBO (Kg. /día)

Carga = Caudal (L/s) x Concentración DBO (mg/L)

Carga DBO = [ (124 L/s) x (60 s/1 min) x (60 min/1 h) x (24 h/1 día) ]

x (44,28 mg/L) x [ (1g/1 000 mg) x (1Kg/1 000g) ]

Carga DBO = 474,39 Kg. /día

Carga contaminante en términos de DQO (Kg. /día)

Carga = Caudal (L/s) x Concentración DQO (mg/L)

Carga DQO = [ (124 L/s) x (60 s/1 min) x (60 min/1 h) x (24 h/1 día) ]

x (133,06 mg/L) x [ (1g/1 000 mg) x (1Kg/1 000g) ]

Carga DQO = 1 425,55 Kg. /día

8) Fotografías del río Estelí y quebrada La Limonosa

Vegetación en la orilla de la quebrada La Limonosa Árboles en la orilla del río Estelí

Tramo sin agua del río Estelí, antes de unirse a la quebrada La Limonosa

Vaca tomando agua a pocos metros de la afluencia del río Estelí y la quebrada La Limonosa

Caballos abrevando en la quebrada La Limonosa, después de la descarga del STAR

Pescador artesanal en pozas ubicadas a unos 3 kilómetros aguas abajo de la descarga de la STAR

Quebrada La Limonosa, antes del efluente del STAR

Quebrada la Limonosa, después del aporte del STAR

9) Evaluaciones realizadas por los laboratorios del CIRA al STAR de la ciudad de Estelí

Parámetro

Decreto 33-95

(Poblaciones hasta de 75,000,00

Habitantes)

Decreto

33-95

(Poblaciones mayores

de 75,000,00

Habitantes)

Muestreo realizado por CIRA 07/08/2002

5:15pm- 5:22pm

Muestreo realizado por CIRA 07/08/2002

9:12am- 10.09am

Eflu

ente

M

ódul

o “A

”

Eflu

ente

Mód

ulo

“B”

Eflu

ente

M

ódul

o “C

”

Eflu

ente

ge

nera

l

Eflu

ente

M

ódul

o “A

”

Eflu

ente

M

ódul

o “B

”

Eflu

ente

M

ódul

o “C

”

Eflu

ente

ge

nera

l

pH 6-9 6-9 8,94 8,61 9 8,56 8,75 7,71 8,28 8

Sólidos suspendidos

totales

(mg/l)

100 80 258 259 247 247 274 254 284 286

Grasas y aceites (mg/l) 20 10 26,5 12,1 6,27 10,4 10,2 19,13 22,17 22,17

Sólidos sedimentables

(ml/l) 1 1 No se determinó No se determinó

DBO5 (mg/l) 110 90 194,5 203,92 224,32 229,61 158,15 306,38 244,8 183,7

DQO

(mg/l) 220 180 359,44 317,49 359,44 331,79 325,53 142,88 344,68 306,38


de metileno

(mg/l)

3 3 No se determinó 1,14 No se determinó 1,14

Coniformes fecales

(NMP/100 ml)

1,00

E+0

4

1,00

E+0

4

1,30

E+0

4

2,30

E+0

6

2,20

E+0

6

7,00

E+0

5

7,00

E+0

5

1,10

E+0

6

3,30

E+0

5

2,20

E+0

5

Tipo de muestreo

Muestras compuestas de 24 horas ( cada una dos horas

de intervalo) Puntual Puntual


10) Formatos utilizados en la evaluación al STAR

LABORATORIO CENTRAL

LABORATORIO DE AGUAS RESIDUALES

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: CIUDAD:

DIRECCION DEL MONITOREO: FECHA DEL MONITOREO:

DIRECCION DEL STAR: UTS/DTAL:

PUNTO DE MUESTREO: CODIGO LAB:

MEDICIONES DE CAMPO

Hora (Tiempo

de la toma de

la muestra simple)

CARACTERISTICAS PUNTUALES DE LA MUESTRA SIMPLE CARACTERISTICA HIDRAULICA CARACTERISTICA AMBIENTAL

Tº

AGUA (ºC)

PH AGUA

OD (Mg/L)

CE (Us/cm)

SS (Ml/L)

Altura del líquido

(cm)

Tiempo recorrido

(Seg.)

Caudal (L/s)

Tº AIRE (ºC)

HUMEDAD (%)

P ATM (Pulg Hg.

Entrada general 26,30 6,70 - - - 70 2,5 126,0 - - -

Entrada MOD A 26,28 7,22 - - - 60 4,7 38,29 - - -

Entrada MOD B 27,10 6,78 - - - 59 3,9 45,38 - - -

Entrada MOD C 27,80 7,12 - - - 58 4,0 73,50 - - -

Garganta, cm

Ancho, cm

Longitud, cm

Observaciones: Mediciones canales módulos 300 100

Mediciones canal entrada general 300 150

PARSHALL POR FLOTADOR

Caudal (L/s) = [ (ancho (cm) x longitud (cm) x altura (cm) ) / tiempo (s) ] x103

Factor = [ (ancho (cm) x longitud (cm) x103 ]

Caudal L/s) = Factor x [altura (cm) / tiempo (s) ]

STAR ‐ ESTELI ESTELI

STAR ‐ ESTELI 21/08/07

STAR ‐ ESTELI

STAR ‐ ESTELI

PERSONAL PARTICIPANTE:__________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Fecha:________________ Período: Invierno____ Verano____ Hora:______

Condiciones climáticas: Soleado____ Lluvioso____

Días consecutivos de lluvia antes de la fecha:__________________

I. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO GENERAL DEL SISTEMA

1) Están limpias las rejas de la entrada general SI________NO________

2) Están limpias las rejas de ingreso a los módulos SI________NO________

3) Las cajas de inspección de la tubería de ingreso a los RAA presentan rebose? MOD A SI________NO________

Ultima fecha de sondeo de la tubería:____________________________________ MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

4) Los vertederos de ingreso a los RAA están limpios? MOD A SI________NO________

Fecha última de limpieza:______________________________________________ MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

MOD A SI________NO________

MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

6)Están limpias la superficie y orillas de los RAA? (libres de basura, maleza y plantas) MOD A SI________NO________

Fecha última de limpieza:______________________________________________ MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

7) Hay acumulación de natas en las lagunas facultativas y de maduración? MOD A SI________NO________

MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

8) En los canales que están fuera de servicio hay depósitos de agua? MOD A SI________NO________

MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

9) Están limpias las orillas de lagunas y canales? MOD A SI________NO________

Fecha de última limpieza:______________________________________________ MOD B SI________NO________

MOD C SI________NO________

OBSERVACIONES

EMPRESA NICARAGUENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS SANITARIOS

VICE GERENCIA DE OPERACIONES NORTE

FORMATO DE SUPERVISION A LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE ESTELI

5) Existe alguna evidencia de que no están limpias las rejillas de la tubería de ingreso a los RAA?

10) La altura de sedimentos en el canal del desarenador es:_________________

11) Están operando los tres canales del desarenador? SI________NO________

Fecha de última limpieza:______________________________________________

12) La altura de los sedimentos en la caja derivadora de caudales es:_________

13) Se observa el predio limpio? Totalmente____________ Parcialmente________

Fecha de última limpieza:______________________________________________

SI________NO________

15) Se ha medido con la frcuencia correcta la temperatura y el pH? SI________NO________

16) Se han medido los caudales con la frecuencia correcta? SI________NO________

17) Los operadores anotan en bitácora las observaciones generales? SI________NO________

II. EQUIPOS DE PROTECCION

Los operadores cuentan con:

1)Guantes impermeables cortos SI________NO________

2) Guantes impermeables largos SI________NO________

3) Guantes de cuero cortos SI________NO________

4) Mascarillas para boca y naríz SI________NO________

5) Botas impermeables suela gruesa SI________NO________

6) Ropa de trabajo SI________NO________

III. HERRAMIENTAS DE TRABAJO Y MATERIALES DE LIMPIEZA

En las instalaciones se cuenta con las siguientes herramientas:

1) Palas de mano SI________NO________

2) Nasas con agarradero largo SI________NO________

3) Carretilla de mano SI________NO________

4) Machetes y limas SI________NO________

14) En los últimos días ha sido necesario abrir la compuerta del canal de entrada para desviar la corriente o cerrar la compuerta del canal de salida?

5) Azadones SI________NO________

6) Cepillo con agarradero largo SI________NO________

7) Varas graduadas para medir alturas SI________NO________

8) Cintas métricas SI________NO________

9)Hipoclorito de sodio para desinfectar SI________NO________

10) Detergente o jabón líquido SI________NO________

11) Combustible y aceite para bombas SI________NO________

12) Cal para degradación de lodos SI________NO________

13) Formatos para llevar controles y observaciones del sistema SI________NO________

14) Están en buen estado las bombas y destrozadoras SI________NO________

IV. OBSERVACIONES GENERALES:

V. RECOMENDACIONES:

MANUAL PARA LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES (STAR) DE LA CIUDAD DE ESTELI

Nicaragua, Agosto 2007

TABLA DE CONTENIDO

I. INTRODUCCION

II. OBJETIVOS

III. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

IV. JUSTIFICACION

V. ACTIVIDADES

a. Operación

b. Mantenimiento

c. Mejoras

VI. SEGURIDAD DE LA PLANTA

a. Equipo de protección para los operadores

b. Herramientas de trabajo

c. Materiales de limpieza y desinfección

d. Otros requerimientos

e. Técnicas de prevención de accidentes

f. Aspectos relacionados a la salud del operario

VII. RECOMENDACIONES

INTRODUCCION

Una planta de tratamiento de aguas residuales sólo puede cumplir su objetivo si se opera en forma apropiada y se efectúa un mantenimiento periódico, por medio de personal calificado y/o capacitado para ello. La frecuencia y la magnitud de este mantenimiento se rigen por el tipo y el tamaño de la planta. El objetivo del mantenimiento es garantizar la operación y seguridad.

La operación y el mantenimiento deben efectuarse de modo tal, que no presenten ningún peligro o molestias para los seres humanos ni el ambiente. La inadecuada operación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales, además de deteriorar la infraestructura y no obtener la eficiencia esperada en el tratamiento, puede provocar afectaciones a la salud de los trabajadores debido a accidentes laborales o repercusiones hidráulicas en el sistema al presentarse obstáculos en las estructuras de entrada o unidades de tratamiento.

Para garantizar una adecuada operación y mantenimiento se debe proveer a los operadores todos los equipos y herramientas necesarias, brindarles capacitaciones de forma sistemática, supervisarlos y evaluar periódicamente el trabajo realizado en el STAR.

OBJETIVOS

• Identificar y uniformar los procedimientos básicos de operación y mantenimiento en la planta de tratamiento de aguas residuales municipales para garantizar su adecuado funcionamiento y eficiencia en la remoción de la carga contaminante.

• Determinar los requisitos de seguridad e higiene que debe reunir una planta de tratamiento contribuyendo así con la protección del operador y la población aledaña.

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ACTUAL

El Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) de la ciudad de Estelí, ha sido ampliado, mejorado y rehabilitado en el marco del Proyecto Integrado Estelí – Ocotal. Esta ampliación implicó un cambio en la capacidad del STAR de 95 L/s a 300 L/s, lo cual se logró luego de realizar una serie de obras que modificaron la combinación existente de Lagunas Facultativas Primarias (LF) + Lagunas Aerobias Secundarias (LA). El STAR actual consiste en los mismos tres módulos de tratamiento antes constituidos (A, B, C), sin embargo, se modificó el proceso con la construcción de Reactores Anaeróbicos Abiertos (RAA), dentro de las anteriores lagunas primarias, quedando constituido el sistema de la siguiente manera: Reactor Anaeróbico Abierto (RAA) + Laguna Facultativa (LF) + Laguna de maduración (LM). Con estas modificaciones se triplicó la capacidad del tratamiento sin aumentar área adicional al STAR anterior. Estos trabajos se realizaron entre el segundo y tercer trimestre de 2003 (módulo A) y primer semestre de 2004 (módulos B y C) dentro de la actividad denominada “Rehabilitación, mejoramiento y ampliación de las lagunas de estabilización de Estelí”. Además dentro de las mejoras realizadas al STAR están el cambio de las estructuras de entrada y salida de todas las lagunas, instalación de tuberías de drenaje en todo el módulo “A” para hacer el vaciado por gravedad en caso que se necesite disminuir el nivel del agua de este módulo de tratamiento. En las lagunas de maduración de los módulos “B y C”, se ampliaron la cantidad de pantallas deflectoras para garantizar una mayor longitud del recorrido de las aguas en función de mejorar la remoción de organismos patógenos (bacterias y huevos de helmintos). A continuación se detallan las obras construidas y equipos complementarios del actual STAR:

• Canales de entrada y salida • Desarenador • Cámara distribuidora de caudales • Relleno sanitario para tratamiento y disposición de los sólidos extraídos • Construcción y reposición de andenes • Protecciones (gaviones, portones, malla eslabonada, recolección de aguas de

escorrentías)

Asimismo, para el correcto funcionamiento del STAR se adquirieron una serie de equipos que se han instalado de acuerdo a las especificaciones técnicas y planos de referencia. En la siguiente tabla se resumen estos equipos para el STAR.

Tabla 1: Equipos para operación y mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales:

Descripción Cantidad Especificaciones

Rejas gruesas

1 Las rejas consisten de barras planas de acero, con un rastrillo, como mecanismo para limpiar las rejas desde aguas arriba, plataforma de operación y otros accesorios necesarios.

Rejillas finas 1 Rejilla de escalera o escalón (Step screen) flexible, que se instala en el canal de aguas crudas. Su funcionamiento es automático por pérdida de carga o por tiempo según criterio del operador.

Este equipo trabaja en armonía con un sistema de lavado y escurrido de las basuras (“Lavador y prensa de basuras”) como se indica en otro apartado de estas especificaciones.

Lavador y prensa de basuras (wash press)

1 Equipo que en un solo sistema lava y retira los residuos solubles (materia fecal) recogidos en la rejilla fina tipo escalera, y posteriormente escurre, compacta y transporta las basuras a un lugar dispuesto para ello.

El material retenido en la rejilla es tratado y transportado directamente en la “Prensa de lavado” a través de una tolva de alimentación. Un mecanismo para lavado y compactación transporta lo retenido a un recinto de enjuague cada cierta cantidad de basura. Los componentes solubles del lavado y prensado retornan al flujo de las aguas crudas.

El equipo va incorporado en el mismo sistema de rejilla fina. Se provee de un sistema de recolección y almacenamiento breve de lo recuperado y escurrido.

Compuertas 12

Se suministraron e instalaron compuertas del tipo deslizante para el sistema de conducción de aguas residuales del STAR. Cada unidad se suministro completamente ensamblada, compuesta por la compuerta propiamente dicha, la estructura soporte o marco, vástago, dispositivo de izamiento, y todos los accesorios para el montaje, y listas para la instalación y operación. De material de acero inoxidable de diferentes tamaños (Ancho desde 1,95 m; 1,50 m; 1,08 m y a 0,56 m y alto de 0,90 m).

JUSTIFICACION

Proporcionar las orientaciones y actividades correspondientes a realizarse en el STAR a

fin de evitar eventuales accidentes o situaciones que afecten la salud, la infraestructura y

la eficiencia del proceso de tratamiento impactando de manera negativa el medio

ambiente.

ACTIVIDADES DE OPERACIÓN, MANTENIMIENTO Y MEJORAS DEL STAR DE LA CIUDAD DE ESTELI

Actividades de operación

A continuación se detallan las principales actividades de operación que deben realizarse en el STAR de la ciudad de Estelí el cual opera actualmente con los tres módulos: “A, B y C” para un adecuado funcionamiento.

Número Actividad

Ubicación de la unidad a dar

mantenimiento y/o operación

Frecuencia Tiempo de

duración de la actividad

Cantidad de

operadoresObservaciones

1

Sondeo de tubería de ingreso (6 tubos) en cada RAA

Entradas Norte de los RAA

Lunes, miércoles y viernes. Se puede hacer un sondeo por día a un módulo diferente.

1,5 a 2 horas por módulo 3

Para esta actividad se requiere que 2 operadores levanten la tapa de la caja de inspección de la tubería de ingreso a los RAA. Esta actividad es de suma importancia, porque se asegura que el agua se distribuya correctamente, además, evita que rebosen los canales y vertederos de ingreso.

2

Inspección de las entradas y salidas

Unidades de entrada y salida del RAA, laguna facultativa y maduración.

Diariamente o cuando se observe un aumento de los niveles de agua en las diferentes unidades de tratamiento.

1 hora 2

Asegurarse que no haya material que obstruya las unidades (tortugas, plásticos, etc.) y afecten el ingreso o salida del agua a las respectivas unidades de tratamiento.

3 Medición de nivel de sedimentos

Desarenador Las mediciones del nivel de sedimentos se pueden hacer cada 15 días en verano y

45 minutos 2 Para ello se requiere medir el nivel del agua del las respectivas unidades y después medir la altura de agua libre de sedimento. La altura de

en canal del desarenador

semanalmente en invierno (o después de lluvias muy intensas).

sedimentos se obtiene de la resta del nivel del agua en las respectivas unidades y la altura del agua libre de sedimentos como se presenta a continuación:

- Altura de la unidad (H) = 108 cm - Altura del nivel del agua en la unidad (Hna) =

Esta medición se puede hacer directamente utilizando una vara graduada que llegue hasta el fondo de la unidad.

- Altura de agua que ocupa la unidad (Ha) = Esta medición se puede hacer utilizando una vara graduada con un disco en un extremo (ya se cuenta con este dispositivo).

- Altura de sedimentos (Hs) HnaHaHs −=

- Altura disponible para almacenar sedimentos (Hl)

HscmHl −= 108

Cuando Hl sea mayor de 40 cm en el primer tercio del canal, hay que limpiar la unidad.

4 Medición de Caja derivadora Las mediciones del nivel de 30 minutos 2 Se requiere medir el nivel de sedimentos en la

nivel de sedimentos caja derivadora de caudales

de caudales a los módulos de tratamiento (“A y B+C”).

sedimentos se pueden hacer cada 15 días en verano y semanalmente en invierno (o después de lluvias muy intensas).

respectiva unidad, que es similar a la medición en el desarenador. Se debe de limpiar la unidad cuando la altura de sedimentos sea de aproximadamente 20 cm, considerando una altura útil de unos 50 cm dentro de la unidad.

5

Apertura de compuerta de canal de ingreso

Canal de entrada general (después de los vertederos de excesos)

Cuando se presente fuertes precipitaciones o entradas de agua fuera de lo normal

15 minutos 1

El operador tiene que estar pendiente u observando el comportamiento del caudal de ingreso cuando se presenten las precipitaciones.

6

Cerrar compuerta de canal de salida del STAR

Canal de salida general.

Cuando se observe que el agua de la quebrada La Limonosa esté ingresando al STAR por el canal de salida

15 minutos 1

El operador tiene que estar pendiente cuando se presenten precipitaciones que propicien el aumento del caudal del cuerpo receptor.

7

Mediciones de pH, temperatura y toma de muestras

A la salida de los RAA, efluentes de las lagunas facultativas,

1 vez por semana 1 hora 1 operador y 1 técnico

de ENACAL

Las muestras deben ser recolectadas por un técnico de ENACAL y asistido por un operador del STAR. Los análisis de DQO y Coliformes fecales deben realizarse en el laboratorio de aguas

para Coliformes fecales y DQO

maduración y salida general.

residuales de Estelí.

8 Mediciones de caudales

Salida general, a la salida de los módulos “A, B y C”, entrada general y entrada de los módulos “A, B+C y C”

1 vez por semana 1 hora 1 operador y 1 técnico

de ENACAL

Las mediciones las debe hacer un técnico de ENACAL, asistido por un operador de las lagunas. El método para hacer estas mediciones debe ser propuesto por ENACAL, como por ejemplo el método de flotador (medir velocidad del flujo y altura del agua en los respectivos canales).

Actividades de mantenimiento A continuación se detallan las principales actividades de mantenimiento que deben realizarse en el STAR para un adecuado funcionamiento y garantizar la eficiencia en la remoción de la carga contaminante.

Número Actividad

Ubicación de la unidad a dar

mantenimiento y/o operación

Frecuencia Tiempo de

duración de la actividad

Cantidad de

operadoresObservaciones

1

Limpieza de las rejas gruesas (3 unidades en serie)

Canal de entrada general, sector Sur - Oeste

Cada hora como mínimo o cuando sea necesario.

De 10 a 15 minutos 1

Al estar llenas las rejas de material (trapos, sólidos gruesos, plásticos, etc), sube el nivel del agua en el canal de entrada general, represándose hasta llegar a derramarse o rebosar. La disposición de los sólidos se seguirá realizando en el relleno sanitario.

2

Eliminación de de natas de vertedero de ingreso Norte de los RAA

Entrada Norte de los RAA de los módulos “A, B y C”

1 vez al día

(por la mañana) 40 minutos 2

En los módulos “B y C” se requiere levantar entre dos operadores las losetas que cubren el canal de distribución.

Las natas que se acumulan en los vertederos de ingreso a los RAA deben ser mezcladas para que pasen a la unidad de tratamiento y no queden retenidas en el vertedero. Posteriormente se deben de limpiar las rejillas de ingreso a los RAA para asegurar que no haya obstrucciones en las entradas.

3 Limpieza de Entrada Norte 1 vez al día 40 minutos para 2 El operador debe introducir su brazo protegido con

rejillas de la tubería de ingreso a los RAA (6 unidades) en cada RAA

de los RAA limpiar las tres unidades

guantes apropiados y/o utilizar una herramienta para limpiar la reja que se encuentra sumergida en el agua.

4

Limpieza de la orillas y superficie del Reactor Anaeróbico Abierto (RAA)

Módulos “A, B y C” 1 vez a la semana 30 por RAA 1

Se acumula basura (no nata) como semillas, bolsas plásticas, hojas, etc. que propician la generación de vectores.

5

Retiro de maleza y plantas que crecen sobre la nata de los RAA

Reactores anaeróbicos abiertos

Cada 3 semana (alternando el limpiar un RAA por

semana) 1 hora por RAA 2 Por la consistencia de las natas, se propicia que la

maleza y otras plantas crezcan sobre los RAA.

6 Limpieza de natas de la laguna facultativa y

Extremos y/o esquinas de las lagunas facultativa y

De 2 a 3 veces por semana 2 horas 2 Es fácil de limpiar estas natas porque son arrastradas por el viento a las esquinas, dependiendo de la dirección del viento.

maduración maduración

7 Limpieza del desarenador

Desarenador. Esta unidad tiene 2 canales, pero la operación es alterna de cada uno de ellos.

Dependiendo del nivel de sedimentos del canal de desarenado (no mayor de 40 cm en el primer 1/3 del canal).

4 horas 2

Para limpiar el canal, primero hay que sacarlo de operación (aislándolo con sacos de tierra o compuertas) y posteriormente extraer el agua de la unidad o canal con bombeo y transponer el volumen de agua al canal de entrada general. Paralelamente se debe poner en funcionamiento el canal alterno. Después de sacar el agua, hay que sacar el sedimento/ arena con palas y baldes.

8

Limpieza de caja derivadora de caudales

Caja derivadora de caudales

Cuando la altura sea un poco mayor de 20 cm.

Dependiendo del método que se utilice

2

Los sedimentos se pueden extraer utilizando la bomba para lodos y/o con palas y baldes cuando los materiales son muy pesados, como por ejemplo sacos con arena y piedras. Otro método que puede utilizarse es bajando el nivel del agua by paseándola con una bomba y sifones, para que sea más fácil extraer los sedimentos o sólidos del fondo.

9

Limpiar malezas de las orillas de las lagunas (facultativas y maduración) y canales de de entrada y

Orillas de las lagunas y canales

Semanalmente 2 horas 2

Es necesario mantener limpia las orillas de las lagunas y maleza sobre los canales para no propiciar condiciones para la proliferación de vectores como mosquitos.

salida a cada módulo de tratamiento

10

Cortar la maleza del predio del STAR

Predio del STAR Cuando sea necesario

Dependiendo del área que se vaya a limpiar

1 Se compró un equipo para cortar maleza y sólo requiere de un operario para su funcionamiento.

Actividades de mejoras En esta sección se presentan las actividades de mejoras que deben realizarse en la infraestructura y equipamiento para un perfecto funcionamiento del STAR de la ciudad de Estelí.

Numero Actividad Ubicación de la unidad de mejora

Tiempo de duración de la actividad

Cantidad de operadores Observaciones

1

Instalación de medidores de caudal (canaletas parshall o vertederos rectangulares)

Después del pretratamiento 1 semana 3

Es necesario instalar un medidor de caudal ubicado después de la fase de pretratamiento en el canal de distribución de cada módulo (A, B, C) y en cada uno de los canales que conducen a cada módulo, para controlar el caudal que entra en cada uno de ellos y lograr mayor estabilización en todo el sistema.

2

Puesta en operación del segundo canal de conducción hacia la caja derivadora de caudales

Contiguo al nuevo canal de conducción

1 día 2

Con la puesta en marcha de ambos canales de conducción se lograra unificar y regular mejor el caudal que entra a los diferentes módulos de tratamiento.

3

Ajustar y reparar las compuertas defectuosas o mal instaladas

Todas las 12 compuertas instaladas en todo el sistema

1 semana 2

Es preciso que las compuertas queden bien instaladas de manera que al estar operando cierren de manera adecuada e impidan el paso del agua en áreas del sistema en que es necesario que esta no se infiltre.

5

Puesta en operación de la rejilla mecánica o prensadora de lodos

Después del desarenador 1 día 2

La lavadora o prensadora de basura (wash press) es un tipo de rejilla fina que funciona de manera mecánica a través de fluido eléctrico y que mejora considerablemente la remoción de sólidos de todo tipo aumentando la eficiencia del proceso de tratamiento.

6 Instalación una la planta de energía eléctrica.

Contiguo a la rejilla mecánica o prensadora de lodos.

1 día 3

Esta planta de energía eléctrica se deberá instalar de manera que funcione en casos de cortes de energía en los cuales la lavadora o prensadora de basura no pueda operar.

7

Contratación de dos operadores mas para cubrir todas las tareas de operación y mantenimiento con mayor eficiencia

STAR 1 día 1

Actualmente son cuatro operadores los que laboran en el sistema de tratamiento y no son suficientes, por ello es necesario la contratación de por lo menos dos personas más, de manera que queden operando como mínimo dos personas por módulo.

8 Rehabilitar la laguna de secado de lodos

Adyacente al relleno sanitario 1 semana 3

Se deberá rehabilitar la laguna de secado de lodos para poder verterlos cuando se le de mantenimiento a las lagunas.

SEGURIDAD DE LA PLANTA

Esta sección está dedicada a proporcionarle al operador una lista de las técnicas de prevención de accidentes, además se establece y describe el equipo de Protección Personal a utilizar en la planta, herramientas de trabajo, materiales de limpieza y desinfección, aspectos de salud y otros requerimientos.

Equipos de protección para los operadores

Los operadores deben contar con las herramientas y equipos de protección adecuadas para realizar las labores respectivas de operación y mantenimiento del STAR.

Estos equipos deben de ser proveídos semestralmente, a excepción de “otros accesorios” que deben suministrarse o cambiarse con mayor o menor frecuencia y/o dependiendo del estado de los mismos. Equipo de Protección Personal (EPP): Se describe el equipo a utilizar y además en que labores utilizarlo, se hace énfasis en que los operadores verifiquen el buen estado de los mismos antes de usarlos y que informen al supervisor si éste esta dañado o deteriorado.

El EPP está compuesto por:

1. Gorra 2. Mascarilla 3. Guantes 4. Uniforme completo 5. Botas de hule

Tabla 2: Equipos de protección:

Equipo y/o accesorios

Detalle Actividad Cantidad

Guantes impermeables cortos

Resistentes a objetos corto punzantes. Deben tener un largo arriba de la muñeca y debajo del codo.

Limpieza manual de rejas, manipulación de mangueras, sondas, unidades de entrada y salida (compuertas, tapotes, roscas, etc), lavado de equipos, etc.

6(*)

Guantes impermeables largos

Resistentes a objetos corto punzantes. Deben tener un largo muy por arriba del codo, si es posible llegando al hombro.

Limpieza manual de rejas sumergidas en el agua e inspección de las unidades de entrada y salida para asegurarse que no haya atascamientos.

6(*)

Guantes de cuero cortos

Si pueden ser impermeables por dentro es mejor.

Trabajos varios de mantenimiento

6(*)

Mascarillas para boca y nariz

Que cubran la zona de la boca y nariz

Para protegerse de salpicaduras de agua sucia y de los malos olores.

7(**)

Botas de hule Botas de hule de suela gruesa.

Para mantener los pies secos, cuando se presenten derrames de aguas residuales.

6(*)

Gorra Gorra cerrada con brisera

Para protegerse de los rayos solares.

2(*)

Uniforme completo

Camisa y pantalón de trabajo de material resistente pero que no sofoque a los trabajadores.

Para realizar las diferentes actividades de operación y mantenimiento.

3 para cada trabajador(*)

(*) Estos equipos deben de ser renovados cada 6 meses y/o dependiendo del estado de los mismos.

(**) Descartables, por lo menos una mascarilla por día para cada operador (7 por semana).

Herramientas de trabajo

Los trabajadores del STAR requieren de una serie de herramientas o equipos básicos para que puedan realizar las respectivas labores de operación y mantenimiento dentro de STAR.

Estos equipos deben de ser proveídos semestralmente o anualmente dependiendo del estado de los mismos. Tabla 3: Herramientas de trabajo: Numero Equipo y/o

accesorios Detalle Actividad Cantidad

1 Palas de mano Palas cortas convencionales

Enterrar material que es extraído de las diferentes unidades de tratamiento.

4

2 Palas y cucharones con agarradero largo (Nasas)

El agarradero tiene que ser suficientemente largo y el extremo o cuchara de material liviano.

Extraer el material flotante de las lagunas.

3

3 Carretillas de mano

De buena calidad, que soporte los vaivenes por los senderos en mal estado

Trasladar material que es extraído de los diferentes lugares (rejas, canales, vertederos, etc)

4

4 Machetes Con la forma adecuada para cortar arbustos de fuste ancho

Cortar maleza que no puede cortarse con la chapodadora

5

5 Limas Especiales para afilar machetes

Limar machetes 5

6 Azadones Con sus respectivos Realizar trabajos varios o 2

agarraderos limpieza de las áreas verdes

7 Cepillo con agarradero largo

De cerdas resistentes para la limpieza.

Para limpiar el piso y andenes de las respectivas unidades

4

8 Varas graduadas Estas deben ser livianas y con graduaciones en centímetros

Para medir la altura de las diferentes unidades

1

9 Cintas métricas Cintas de 5 m y 30 metros Para medir las diferentes unidades

2

Materiales de limpieza y desinfección

Se requiere que los trabajadores cuenten con materiales de limpieza y desinfección personal, además, para la limpieza de las diferentes áreas de trabajo.

Tabla 4: Materiales de limpieza:

Numero Equipo y/o accesorios

Detalle Actividad Cantidad

1 Hipoclorito de sodio (cloro liquido)

Se pueden utilizar otros hipocloritos, como Hipoclorito de Calcio.

Desinfectarse las manos, los pisos de las casetas, inodoros y baño

2 galones por mes

2 Detergente o jabón liquido

Productos tensoactivos para limpieza

Desinfectarse las manos, los pisos de las casetas, inodoros y baño

1 bolsa grande de detergente y 1 galón de jabón liquido por mes

Otros requerimientos

• Combustible (gasolina o diesel) para los equipos de mantenimiento (desbrozadora y bombas para limpieza y vaciado de canales).

• Lubricantes (aceite para mantenimiento de los equipos). • Cal común.

• Formatos para llevar los controles y observaciones del STAR. Pueden ser registros operativos diarios que contengan información tal como progreso del trabajo de mantenimiento, falla de una pieza de un equipo, accidentes del personal, inundaciones o tormentas inusuales, quejas, mediciones en el proceso de tratamiento, energía usada, etc.

Técnicas de prevención de accidentes

La persona que conoce y se guía por las disposiciones de prevención de accidentes ayuda a prevenirlos. Por medio de medidas preventivas contra peligros de accidentes fáciles de reconocer pueden evitarse daños graves. El conocimiento de las señales marcadas en los equipos, de las instrucciones especiales de manejo y de los planos de tuberías, alcantarillados y conexiones también es útil para reconocer los peligros de accidente y prevenirlos.

Todo empleado de la planta está en la obligación de hacer cuanto esté a su alcance por evitar accidentes y/o enfermedades laborales. Los peligros de accidente que sean detectados deben eliminarse de inmediato, en tanto que los lugares que generen peligro deben resguardarse y ponerse en conocimiento de un responsable asignado por medio de señales y capacitación sobre los riesgos y su control.

El responsable tendrá los siguientes deberes relativos a la protección laboral:

• Prestar atención a que el personal cumpla con las normas relativas a la protección laboral, así como prevenir posibles accidentes, instruyendo al personal y poniéndolo al corriente de sus deberes en forma sistemática.

• Asignar adecuadamente al personal, de acuerdo con sus aptitudes, en atención a la prevención de accidentes

• Controlar en intervalos adecuados la eficacia de los equipos, aparatos y similares, que tengan la función de prevenir accidentes, así como controlar el funcionamiento seguro de las diferentes instalaciones.

• Retirar del uso las partes de instalaciones que generen peligros, o tomar medidas de protección provisionales, pero suficientes.

• Comunicar de inmediato a la empresa responsable del STAR las deficiencias observadas en los equipos o partes de las instalaciones

Además el responsable tendrá el deber de asegurar la protección laboral, por ejemplo mediante:

• La colocación visible de las especificaciones de prevención de accidentes y demás instrucciones de servicio.

• La colocación visible y al alcance del teléfono de los siguientes números y direcciones:

o Servicio de socorro (médico de emergencia) o Servicio para casos de accidente (médico para accidentes) o Empresa responsable del STAR (ENACAL) o Hospital o Bomberos, policía o Otras oficinas

Es de obligatoriedad la colocación de signos claros de prohibición, prevención, indicación y socorro, así como instrucciones para primeros auxilios y demás indicaciones, de acuerdo con las normas pertinentes.

Igualmente es obligatorio:

La ubicación de botiquines, extintores, equipo de socorro y de protección laboral en lugares de fácil acceso. Estos materiales deben ser objeto de un trato cuidadoso y su funcionamiento debe ser controlado periódicamente. Los materiales que hayan sido consumidos o que se hayan vuelto inservibles deben reemplazarse.

Otras técnicas de prevención de accidentes:

• Peligros de la electricidad: explicarle a cada operador cómo la electricidad puede constituir un factor de riesgo si no se toman las precauciones debidas.

• Prevención y control de incendios: Dada la práctica común de quemar la basura y desechos es conveniente instruir al operador en la prevención y control de incendios.

• Señalización: Como una medida de seguridad, se recomienda realizar una señalización en la planta de tratamiento que indique el nombre de cada área de trabajo y advertencias de seguridad a tomar en cuenta al momento de trabajar.

• Ejemplos y Sugerencias: Se debe dar sugerencias sencillas y prácticas para realizar algunas actividades como subir y bajar escaleras, mover objetos pesados, etc.

Aspectos relacionados a la salud del operario La salud ocupacional es un aspecto descuidado por los operadores, por lo cual en esta sección se desarrolla desde tres puntos de vista:

Medidas de primeros auxilios: al momento en que el operario sienta síntomas o malestares extraños en su organismo debe acudir al centro de salud mas cercano para recibir atención medica lo más pronto posible.

Medidas de higiene personal: las medidas de higiene personal básicas se presentan el la figura siguiente:

1. Ducharse al terminar la jornada laboral. 2. Aseo bucal. 3. Aseo manual.

Controles médicos: ENACAL como empresa responsable del STAR establecerá controles médicos preventivos de manera periódica y vacunas que deben suministrarse a los operadores.

RECOMENDACIONES

• Para garantizar que las labores de operación y mantenimiento se efectúen adecuadamente y que los operadores cuenten con el equipamiento necesario, se recomienda la presencia frecuente de un técnico que supervise todo lo referente al STAR y haga las respectivas coordinaciones para la realización de las diferentes labores.

En la designación de este responsable y el personal, deben tomarse en cuenta sus conocimientos técnicos y destrezas, de modo que se garantice un manejo adecuado, lo más rentable posible y que brinde seguridad laboral.

• Se debe contar con repuestos para el mantenimiento de las bombas asignadas al STAR y desbrozadora.

• No permitir el acceso a personas ajenas al STAR ni permitir que el ganado penetre al sitio donde están construidas las lagunas.

• Construir un muro o cerco de separación entre las casas aledañas y el área del STAR.

• Para hacer los análisis de Coliformes Fecales a los efluentes de las lagunas se puede utilizar el método de filtro de membrana utilizando diluciones.

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA FACULTAD DE …bvsde.org.ni/Web_textos/UCA/UCA0012/UCANI2773.pdf ·...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA FACULTAD DE …bvsde.org.ni/Web_textos/UCA/UCA0012/UCANI2773.pdf ·...