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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSTGRADO
MAESTRÍA:
GESTIÓN AMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE
PROYECTO DE TESIS
“TRATAMIENTO FISICO BIOLOGICO y QUÍMICO DE LAS AGUAS DEL
COLECTOR “AGUAS DE LAS VÍRGENES” PARA USO AGRICOLA”
PRESENTADO POR:
VELÁSQUEZ LEDESMA; Julia Mercedes
PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE MAGISTER SCIENTAE EN GESTION
AMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE
ASESORA: MSC. ROSA ZARATE QUIÑONES
HUANCAYO – PERÚ2010
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PROYECTO DE TESIS
1.
Título“TRATAMIENTO FÍSICO BIOLÓGICO Y QUÍMICO DE LAS AGUAS DEL
COLECTOR AGUA DE LAS VÍRGENES PARA USO AGRICOLA”
2. Problema de Investigación
2.1. Planteamiento del Problema
La irrigación de cultivos con aguas residuales ha sido usada en muchas partes del
mundo, para mitigar la falta de este líquido tan importante para la vida de los seres
vivos. Sin embargo, se ha comprobado que representan un peligro para la salud delhombre y los animales.
Esta investigación pretende buscar alternativas de solución a un problema de
contaminación, originado por la descarga de las aguas domésticas e industriales del
distrito de El Tambo en el colector denominado “Aguas de las Vírgenes” aguas que
de acuerdo al Proyecto Nacional de Riego con Aguas Servidas Tratadas, iniciado en
1991 por el Ministerio de Agricultura del Perú con el objetivo de ampliar la frontera
agrícola podrían ser utilizadas en la agricultura.Como se sabe, las aguas residuales que son evacuadas al colector están constituidas
por sustancias complejas, producto de las actividades domésticas, industriales y
hospitalarias, de la interacción de estas en los procesos físicos, químicos y
biológicos se provoca serios desequilibrios en el ecosistema.
La cantidad de nutrientes contenidos en las aguas residuales pueden ser
aprovechados por ciertas plantas como las gramíneas y los forrajes cuyo crecimiento
se ve favorecido por la alta concentración de nitrógeno.
Los contaminantes afectan a los organismos vivientes en los medios receptores y su
propagación generará otros efectos de contaminación en la agricultura que
generalmente se utilizan para la producción de especies forrajeras que sirven de
alimento de animales menores, fomentando la propagación de enfermedades
epidemiológicas (parasitosis interna) en los animales provocando la muerte de estos.
Se ha determinado que en la mayoría de los casos los contaminantes se encuentran
en la cadena alimenticia que reaccionan químicamente o generan condiciones
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nocivas para el desarrollo de la vida complicando el ciclo del medio ambiente (Parra
1991).
2.2. Formulación del problema
I. Problema general
¿Qué tratamiento de las aguas del colector “Agua de las Vírgenes” permitirá la
obtención de agua apta para ser empleada en la agricultura?
II. Problema específico
¿El tratamiento que incluya procesos físicos, biológicos y químicos, será el más
adecuado para tratar las aguas del Colector Aguas de las Vírgenes, para que esta
pueda ser usada en la agricultura?
3. Objetivos3.1. Objetivo general
Determinar un tratamiento adecuado de las aguas del colector “Agua de las
Vírgenes” para la obtención de agua apta para ser empleada en la agricultura.
3.2. Objetivo específico
Implementar un tratamiento que incluya procesos físicos, biológicos y
químicos para el tratar las aguas del Colector Aguas de las Vírgenes, de tal
manera que ésta pueda ser usada en la agricultura.4. Justificación
Las aguas servidas contienen contaminantes constituidos principalmente de
materia biodegradable y no biodegradable estos residuos provocan malos olores
por la putrefacción del material biodegradable y en su recorrido por los ríos, lagos
y capas subterráneas matan la vida microscópica y los organismos vivientes de las
aguas naturales alterando el ecosistema.
La actividad principal del valle del Mantaro es la agricultura y la ganaderíarequiriendo grandes cantidades de agua, necesidad que es cubierta con el uso de
aguas servidas para el riego sin la realización de tratamiento alguno, generando
contaminación de los terrenos de cultivo y afectando la cadena alimenticia por la
propagación y transporte de enfermedades epidemiológicas y bacteriológicas .
En 1976 la FAO en su publicación número 29 sobre estudios de riego y drenaje
“Calidad del Agua para la Agricultura” plantea criterios amplios de juzgamiento
de las aguas para utilizarlas en el riego, proponiendo una mejora en el contenido
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de sales teniendo en cuenta factores como tipo de suelo, cultivo, sistema de riego
y temperatura de la zona.
El desarrollo industrial y tecnológico, así como la expansión demográfica indican
que nuestra provincia va a requerir agua tratada para su desarrollo agrícola.
El uso de aguas residuales para el riego de cultivos de consumo humano
incrementa los factores de riesgo para la salud de la población. Las situaciones
endémicas de diarreas, parasitismo, fiebre tifoidea y salmonelosis que imperan en
nuestro país no son más que el reflejo de esta crítica situación, a la que vino a
sumarse el cólera.
5. Marco Teórico
5.1. Antecedentes de la Investigación
Caso Haroonabad, ciudad ubicada en Pakistán, donde debido a la escasez de
agua solamente dos tercios del agua destinada para el riego estuvo disponible
para los agricultores ubicados al borde del canal que alimenta esta área. Sin
embargo, los agricultores que usan aguas residuales han liberado parte del
agua del canal e incluso generan un valor agregado adicional. Así, cada metro
cúbico de aguas residuales utilizado para riego no solo liberó tres o cuatro
veces la cantidad de agua fresca para ser usada para otros fines, sino que
también generó una ganancia monetaria adicional a la sociedad en su conjunto,
mostrando una oportunidad para la generación de beneficios privados y
sociales adicionales.donde el uso de aguas residuales tratadas en la agricultura
produjo grandes beneficios económicos y sociales, ya que la cantidad de aguaque podía consumir la población se duplicó debido al aprovechamiento de estas
aguas servidas en la agricultura.1
1Sistema de tratamiento Biológico Aplicable al uso de aguas residuales en riego
agrícola: http://www.cepis.org.pe/bvsaidis/mexico13/067.pdf .
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Caso Valle de Neuquen, la localidad más importante de la Patagonia argentina.
El aprovechamiento de las aguas permitió el desarrollo de cultivos intensivos.
La zona frutícola, próxima a esta capital, produce manzanas, peras y uvas.. Las
dos primeras, además de abastecer el mercado local y nacional, se exportan
congeladas al Mercosur, Estados Unidos y Europa.. También se producen
jugos de fruta concentrados para consumo interno y para exportar. La actividad
vitivinícola desarrollada en las planicies regadas artificialmente viene
experimentando un crecimiento muy importante en los últimos años,
comenzando a ser exportados a varios países los vinos que allí se producen, y
ganando una cuota mayor del mercado interno frente a regiones productoras
tradicionales. El uso de las aguas residuales tratadas en la agricultura produjo
obtención de frutos de mayor tamaño y mejor calidad, los beneficios
económicos se reflejaron en el menor uso de fertilizantes y nutrientes que se
adicionaban al suelo, ya que estos fueron proveídos por las aguas tratadas 2
Caso de la Secretaría de Recursos Hidráulicos. Comisión Hidrológica de la
Cuenca del Valle de México quienes presentan estudios y documentos de
trabajos realizados, desde los años sesenta, sobre el uso de las aguas negras
para el riego agrícola en los valles del Estado de Hidalgo y México.
En base a los análisis de aguas negras realizados en la cuenca del Valle de
México y en la región del Mezquital, en los años 60 se evaluaron los daños que
pueden ocasionar el uso de aguas residuales en los hogares, en los suelos, en
los cultivos y en los acuíferos. Así, en los años 80 se habla ya de la necesidad
de realizar investigaciones específicas sobre el tema y trabajar en el campo del
desarrollo tecnológico para tratar las aguas residuales que se usan en el riego,
ya que los datos epidemiológicos apuntan a que hay una relación directa entre
el consumo de alimentos regados con aguas residuales y las enfermedades
infecciosas gastrointestinales.
Bajo esta nueva perspectiva, se amplió el proyecto de riego agrícola con aguas
residuales en el Estado de Hidalgo y se realizaron estudios tecnológicos,
microbiológicos y físico - químicos para mejorar la calidad del agua sin afectar
2 PROYECTO REGIONAL SISTEMAS INTEGRADOS DE TRATAMIENTO Y USO DE AGUAS RESIDUALES ENAMÉRICA LATINA: REALIDAD Y POTENCIAL
Convenio : IDRC – OPS/HEP/CEPIS 2000 - 2002
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la producción, tanto dentro del propio Estado como en otras regiones del país,
así tenemos por ejemplo los trabajos realizados por:3
- Ramírez Ulloa, Carlos “Programa de Utilización de Aguas Negras y
otras Aguas, Considerando en Conjunto los Valles del Mezquital-
Ixmiquilpan y el de México”. 1959. El estudio constituye un primer ensayo
dentro del Plan Hidráulico de la Cuenca del Valle de México, que analiza
las posibilidades más viables para emplear adecuadamente los recursos
hidráulicos. Asimismo, complementa la «Proporción de un programa
general para regularización y utilización de las aguas superficiales del Valle
de México» denominado «Programa General R», publicado por la Comisión
Hidrológica de la Cuenca del Valle de México en 1959. El objetivo es
coordinar un intercambio de aguas entre los Valles del Mezquital y el de
México, que permita utilizarlas mejor, beneficiando mutuamente a las dos
regiones. Se realizaron estudios hidrológicos sencillos para calcular los
volúmenes con régimen de riego resultantes que cubren las principales
etapas de desarrollo, presentándose los siguientes resultados: Estado actual
con las obras existentes, suponiendo concluída la captación de 96 millones
de m3 de agua potable para el Distrito Federal con los bombeados de laZona Chalco. En la primera etapa de desarrollo se considera la desviación
del río Tepeji al Valle de México para que aporte 96 millones de m3 anuales
de agua potable y la construcción en el Valle una planta termoeléctrica que
consumirá 15 millones de m3 de aguas negras al año. En la segunda etapa
de desarrollo se considera terminado el «Programa General R» para utilizar
como agua potable dentro del Valle de México el agua de los ríos del mismo
Valle. Se estima que no son válidos para agua potable los ríos Tlautla yRosas cuya aportación anual es de 48 millones de m3, además se considera
ampliada al doble la planta termoeléctrica. En la tercera etapa de desarrollo
se planea terminar el «Programa General R» para utilizar como agua potable
(216 millones de m3 al año) bombeando de los mismos pozos (o de pozos
cercanos) que se emplean para riego en el Valle de México. Se considera
que quedará eliminado en dicho Valle el riego con aguas del subsuelo, que
se sustituirá por riego con aguas negras, posiblemente con un tratamiento
3 http://www.cepis.org.pe/eswww/proyecto/repidisc/publica/repindex/repi066/resu1.html
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previo. De las conclusiones del informe se desprende que al desarrollar el
programa «R» y el presente programa, regar en los citados Valles de México
unos 18 m3/seg es factible y económico
- Heukelekian, H. Informe sobre el Aprovechamiento en el Valle de
México y Región del Mezquital, de las Aguas Negras y las Superficiales,
Originadas del Valle de México. 1961: Uno de los lineamientos básicos
del Plan Hidráulico del Valle de México en 1961 consistió en la utilización
de grandes volúmenes de aguas negras en la agricultura. La Comisión
Hidrológica de la Cuenca del Valle de México consideró necesario
profundizar sobre los problemas sanitarios que podría traer consigo el usode esta agua. Para 1961, las aguas del gran canal, al entrar al túnel, eran de
color negro, sépticas y con fuerte olor (ácido sulfhídrico). Al salir del túnel,
cuando escurría por Río Salado, a través de lechos sinuosos y rápidos, el
olor decrecía sensiblemente, indicando el contraste que existe entre la
conducción lenta de las aguas por los canales, produciendo hidrógeno
sulfurado, y el flujo turbulento en las corrientes que lo oxida. Asimismo se
observó que en los canales de flujo lento había ligeros indicios de espuma
en la superficie, mientras que en las presas existentes río abajo, en las
ondulaciones y en las rápidas, la espuma era notable. La espuma fue una
indicación evidente de la presencia de ABS cuando los recorridos del flujo
eran largos. En Ixmiquilpan se constató la gran importancia del riego, ya
que al las que en un principio eran tierras áridas, estériles y sin riego,
después se convirtieron en zonas florecientes por que habían recibido riego.
Fue interesante contemplar cómo se desintegraron las grandes formaciones
rocosas, constituidas aparentemente por arcillas calcinadas, debido a la
influencia del riego. En esta zona los agricultores prefieren las aguas negras
procedentes del Valle de México a las aguas superficiales que se estaban
utilizando, ya que éstas no eran suficientes para cubrir toda la zona. Dentro
de los planes que proyectó la Comisión en ese año, por lo que se refiere al
riego de la Región del Mezquital, Hgo., se efectuaron las siguientes
propuestas: La parte del caudal del Gran Canal de Desagüe que no se deriva
a la zona de Chalco y que no fuera utilizada en el riego del resto del Valle
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de México, se conduciría a la región de El Mezquital, a través de los túneles,
siendo almacenada en el vaso La Mora, para su distribución posterior por el
sistema de canales. Se planteó que el anterior procedimiento tendría la
ventaja de almacenar aguas negras durante la estación de lluvias, para
utilizarlas en la estación seca.
- Cuadra Moreno, Javier: “Uso del Agua Negra para Riego en los Valles
de México y de El Mezquital. 1967. Boletín informativo que da a conocer
los trabajos e investigaciones analíticas sobre la calidad de las aguas negras
durante el estiaje del año 1960, en diferentes estaciones ubicadas a lo largo
del Gran Canal de Desagüe de la Ciudad de México que forma parte de laCuenca del Valle de México y la Región del Mezquital. Los objetivos son:
contar con datos analíticos de las aguas negras, que sirvan como base para la
elaboración de proyectos para instalar plantas de tratamiento en las regiones
de estudio, identificar con mayor precisión los efectos perjudiciales que
causan los desechos industriales en los sistemas de alcantarillado o en los
cuerpos de agua natural, conocer los efectos del riego con aguas negras en
los suelos y los cultivos, así como la contaminación de acuíferos. Concluye
que las aguas negras del Gran Canal de Desagüe no presentan por el
momento (1963), dificultades insuperables para su tratamiento.
- Mendoza Márquez, Héctor: Tratamiento por Aplicación al Suelo. Una
Solución Viable al Manejo de las Aguas Residuales del área
Metropolitana del Valle de México. 1980. En este estudio se considera que
la práctica de reusar aguas residuales ha traído beneficios a la producción
agrícola, sin embargo existe temor a los posibles daños que pudieraocasionar su uso en los hogares, en los suelos, en los cultivos y en los
acuíferos. En ese sentido se plantean algunas necesidades de investigación y
de desarrollo tecnológico para el uso de aguas residuales en irrigación
agrícola. El objetivo de este estudio
- Albarrán Luna, Juan Ricardo: Ordenamiento del Uso de las Aguas
Residuales en los Valles del Mezquital y Ciudad Juárez.1987. El
programa Nacional de Aprovechamiento de Aguas Residuales (PRONAR)
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ejecutó el proyecto de ordenamiento del uso del agua residual en el Valle
del Mezquital, orientado a encontrar acciones que coadyuven a corto,
mediano y largo plazo.
Julio Moscoso y Tomas Alfaro: Panorama de experiencias de tratamiento
y uso de aguas residuales en Lima metropolitana y el Callao4 El ambiente
urbano constituye un sistema estrechamente vinculado a los ecosistemas
naturales en los cuales se asienta e interactúa dependiendo de ellos para la
provisión de los recursos que aseguran su existencia. La gestión integral del
agua es una tarea compleja que demanda la atención simultánea de diversos
sectores, actores sociales y económicos que generan impactos sobre elambiente, afectando la calidad de los recursos hídricos y sobre los que vivimos
de ellos. Este proyecto nos provee información sobre el uso del agua residual
tratada para riego, y que toma gran importancia en el marco de la política de
preservación y conservación del recurso agua que viene promoviendo el Sector
vivienda. Recopilando en este proyecto las iniciativas públicas y privadas en el
tratamiento de aguas residuales y su uso para riego; que servirá y será de
interés de actores sociales, económicos, autoridades y población en general.
La Empresa DOE RUN PERU dentro del cumplimiento del PAMA, a puesto
en funcionamiento tres plantas de tratamiento de aguas servidas en la provincia
de La Oroya, ubicadas en el sector de Huaymanta, en el sector de la fundición
y en el sector de Chulec, las cuales emplean procedimientos físicos, biológicos
y químicos para el tratamiento.5
El colector “Agua de la vírgenes” se encuentra ubicado en la margen izquierda
del río Mantaro, en el sector del pueblo joven “Agua de la vírgenes”, distrito yprovincia de Huancayo, departamento de Junín este lugar hace muchos años
fue un paisaje hermoso constituido por grandes extensiones de terreno
cultivado, los que eran regados por las aguas de un manantial de aguas
cristalinas y abundantes conocido con el nombre de “Agua de la vírgenes”.
4 Panorama de Experiencias de Tratamiento y Uso de Aguas Residuales en Lima Metropolitana y CallaoPrimera Edición. Lima Perú. Abril 2008
5 http://doerunperumedia.com.pe/home/
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En la actualidad las aguas del colector “Aguas de las Vírgenes” son
utilizadas por los pobladores de los alrededores de este colector para regar
sus sembríos, sin tener conocimiento del alto grado de contaminación que
poseen esta aguas y de las enfermedades que podrían ocasionar la utilización
de las mismas sin un tratamiento previo, e inclusive la Facultad de Zootecnia
de la Universidad Nacional del Centro del Perú hace uso de estas aguas para
regar los pastizales, con los cuales alimentan a los cuyes y al ganado vacuno,
que esta institución posee.
5.2. Fundamento Teórico y construcción del marco teórico
RECURSOS DE AGUA DULCE - AGENDA 21
La Agenda 21 establece en su capítulo 18 que los recursos de a dulce son un
componente esencial de la hidrosfera. De la Tierra parte indispensable. de
todos los ecosistemas terrestres, caracterizado por el ciclo hidrológico cuyas
consecuencias se han vuelto dramáticas en algunas regiones del mundo El
cambio climático mundial y la contaminación atmosférica podrían tener
consecuencias para los recursos de agua dulce así como su disponibilidad y, con
la elevación del nivel del mar, poner en peligro las zonas costeras bajas y los
ecosistemas de las islas pequeñas6.
El agua es necesaria en todos los aspectos de la vida. El objetivo general es
velar por que se mantenga un suministro suficiente de buena calidad para la
población del planeta y preservar las funciones hidrológicas, biológicas y
químicas de los ecosistemas, adaptando las actividades humanas a los límites de
la capacidad de la naturaleza y combatiendo los vectores de las enfermedades
relacionadas con el agua. Es necesario tecnologías innovadoras para aprovechar
los recursos hídricos y protegerlos contra la contaminación.
La escasez, destrucción gradual y creciente contaminación, así como la
implantación de actividades incompatibles, exigen planificación y ordenación
integradas de los recursos hídricos. Los sistemas racionales de para el
aprovechamiento de las fuentes de suministro sean de superficie, subterráneas u
6 “Desarrollo Sostenible un Programa para la Acción” Agenda 21 IDEA Pontificia Universidad Católicadel Perú”
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otras, deben estar apoyados por medidas encaminadas a conservar el agua y
reducir el derroche.
5.2.1. AGUA
DEFINICIÓN:
Según CLARK, J. 1989. “Enciclopedia de Química” El agua es una
sustancia que no solo es esencial para todas las formas de vida, sino que
es, al mismo tiempo, una importante materia prima. Las mayores reservas
están en los océanos. Esta agua por su contacto con el aire y los suelos,
contiene gran cantidad de sales metálicas en solución, que resulta
inadecuada para numerosos fines como el riego y la industria. Losocéanos proporcionan el hábitat donde nacen y crecen gran parte de
nuestros alimentos. Las aguas de los océanos, mares, lagos y ríos se
evaporan por el calor y juntamente con el agua transpirada por los
vegetales se condensan formando nubes volviendo a la tierra como lluvia,
nieve, granizo, escarcha o rocío.
Las fuentes de agua dulce (superficiales y subterráneas) no están
distribuidas homogéneamente en la tierra y se utilizan como fuentes de
abastecimiento de la población.
ESTADO NATURAL:
El agua se presenta en la naturaleza en tres estados: Líquido: mares, ríos,
lagos. Sólido: glaciares, nieves perpetuas, iceberg. Gaseoso: en la
atmósfera como vapor de agua.
IMPORTANCIA:
El agua juega un papel primordial en el desarrollo de los seres vivientes
sobre la tierra. En efecto, la mayor parte del organismo humano está
formado por agua y constituye el primero de sus alimentos después del
aire. Atendiendo su utilización podemos clasificar el agua en: Doméstico,
industrial, agrícola.
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5.2.2. CALIDAD DE AGUA
Este término es relativo a la composición del agua en la medida en que esta
es afectada por la concentración de sustancias ya sea toxicas o producidas
por procesos naturales.
De acuerdo con lo anterior, tanto los criterios como los estándares y
objetivos de calidad de agua variarán dependiendo de si se trata de agua
para consumo humano (agua potable), para uso agrícola o industrial, para
recreación, para mantener la calidad ambiental, etc.
Los límites tolerables de las diversas sustancias contenidas en el agua son
normadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS)), laOrganización Panamericana de la Salud (OPS), y por los gobiernos
nacionales, pudiendo variar ligeramente de uno a otro
5.2.2.1 Calidad del Agua para uso AgrícolaEn el agua para uso agrícola las sustancias disueltas no deberán ultrapasarlos valores expresados a continuación.
REFERENCIA EXPRESADO COMO VALOR (*)
Aluminio Al 5,0Arsénico As 0,1
Berilio Be 0,1
Cadmio Cd 0,01
zinc Zn 2,0
Cobalto Co 0,05
Cobre Cu 0,2
Cromo Cr6+ 0,1
Flúor F 1,0Hierro Fe 5,0
Litio Li 2,5
Manganeso Mn 0,2
Molibdeno Mo 0,01
Níquel Ni 0,2
pH Unidades 4,5 - 9,0
Plomo Pb 5,0
Selenio Se 0,02Vanadio V 0,1
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(*) Todos los valores están expresados en mg/l, excepto aquellos para los cuales
se presentan directamente sus unidades.
Notas:
El Boro, expresado como B, deberá estar entre (0,3 y 4,0) mg/l, dependiendo
del tipo de suelo y del cultivo.
El NMP de coliformes totales no deberá exceder ____ cuando se use el recurso
para riego de frutas que se consuman sin quitar la cáscara y para hortalizas de
tallo corto.
El NMP de coliformes fecales no deberá exceder de 1.000 cuando se use el
recurso para el mismo fin del párrafo anterior.
Se deberán hacer mediciones de las siguientes características :
Conductividad.
Relación de absorción de sodio ( RAS ).
Porcentaje de sodio posible ( PSP ).
Salinidad efectiva y potencial.
Carbonato de sodio residual.
Radionucleídos.
5.2.3. Criterios de calidad para el agua de riego.-
- Ninguno: agua de buena calidad para cualquier suelo y planta. Riego
continuo, en todo tipo de suelos.
- Moderado: agua mediocre para plantas tolerantes y suelo de textura fina.
Riego discontinuo debido al contenido en tóxicos.- Severo: agua de mala calidad, sólo para plantas muy tolerantes y suelos
de textura fina muy bien drenados. Riego discontinuo con muchas
5.2.4. AGUA RESIDUAL.
Según METCALF – EDDY, “Tratamiento y Depuración de las Aguas
Residuales”El agua residual es una mezcla o dilución de elementos
contaminantes ya sea en estado líquido, sólido o gaseoso, con el agua
natural, producto de una actividad humana.
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5.2.4.1. El riego agrícola con agua servida.- es el uso más extendido. Se
utiliza fundamentalmente para riego de especies arbóreas con
finalidad de producción forestal.
Las principales ventajas e inconvenientes de un agua residual
frente a un agua no contaminada son que el agua el agua residual
aporta nutrientes pero conlleva riesgos de contaminación de
acuíferos si no se toman las medidas adecuadas.
Además, a medida que el agua se infiltra en el terreno éste actúa
de filtro y en su superficie, por la actividad bacteriana, se produce
la degradación biológica de la materia orgánica de la misma
manera que un tratamiento secundario.
5.2.4.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES:
- CARACTERISTICAS FÍSICAS:
La característica física más importante del agua residual es el contenido
de sólidos, el cual está compuesto por materia flotante y materia en
suspensión, en dispersión coloidal y en disolución. Otras características
físicas son la temperatura, color y sabor.
a) SÓLIDOS TOTALES:
Estos proceden del agua de abastecimiento, del uso industrial, doméstico
e infiltración de pozos locales y aguas subterráneas. Los sólidos
domésticos incluyen a los procedentes de los fregaderos, baños,
lavaderos, trituradores de basura y ablandadores de agua.
* La turbidez, medida de la propiedad de la transmisión de la luz del
agua, es un ensayo utilizado para indicar la calidad de los vertederos de
aguas residuales y aguas naturales con respecto a la materia coloidal. La
materia coloidal dispersa o absorbe la luz evitando su transmisión.
b) TEMPERATURA:
La temperatura del agua residual es generalmente más alta que la del
suministro, debido a la adición de agua caliente procedente de las casas y
actividades industriales.
La temperatura es un parámetro importante por su efecto en la vidaacuática, en las reacciones químicas y velocidades de reacción.
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c) COLOR:
La edad del agua residual se determina cualitativamente por el color y
olor. El agua residual suele ser gris, sin embargo los compuestos
orgánicos son descompuestos por las bacterias y el oxígeno disuelto se
reduce a cero y el color cambia a negro.
d) OLOR:
Se debe a la producción de gases producidos por la descomposición de la
materia orgánica, el agua residual tiene un olor peculiar algo
desagradable”. (5)
- CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS:“Estas características químicas se dividen en cuatro categorías generales
que tratan de:
a) MATERIA ORGÁNICA:
La materia orgánica presente en el agua residual procede de los reinos
animal y vegetal y de las actividades humanas relacionadas con la
síntesis de compuestos orgánicos. Estos compuestos están formados
generalmente por una combinación de carbono, hidrógeno y oxígeno, junto con el nitrógeno en algunos casos.
Los grupos de sustancias orgánicas hallados las proteínas (40 a 60 %),
carbohidratos (25 a 50 %) y grasas y aceites (10 %).
*En el agua residual el 75% de los sólidos suspendidos y un 40% de los
sólidos filtrables son de naturaleza orgánica.
b) MEDIDA DEL CONTENIDO ORGÁNICO:
Con el transcurso de los años se han desarrollado diversos ensayos para
determinar el contenido orgánico de las aguas residuales.
Los métodos de laboratorio más utilizados hoy en día son: La demanda
bioquímica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO), y
otro más reciente es la demanda total de oxígeno.
En la antigüedad los métodos utilizados fueron: Nitrógeno total,
albuminoide, orgánico y amoniacal; y el oxígeno consumido.
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c) MATERIA INORGÁNICA:
Las concentraciones de las sustancias inorgánicas de varios componentes
tienen importancia para el establecimiento y control de calidad del agua.
Algunos de los residuos industriales son tratados para su eliminación.
Las concentraciones de los constituyentes inorgánicos aumentan debido
al proceso natural de evaporación que elimina parte del agua superficial y
deja las sustancias inorgánicas en el agua.
Como muchos de estos constituyentes pueden afectar muchos usos del
agua es conveniente analizar la naturaleza de ellos.
d)
GASES DISUELTOS:Los gases que generalmente se encuentran en el agua residual sin tratar
son nitrógenos (N2), oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), sulfuro de
hidrógeno (H2S), y metano (CH4). Los tres primeros gases se encuentran
en la atmósfera y se encuentran en todas las aguas; los tres últimos
proceden de la descomposición del agua residual. Otros gases que pueden
encontrarse en el agua residual es el cloro (Cl2), y ozono (O3)”. (5)
- CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS: Las características biológicas se dividen en:
a) MICROORGANISMOS:
Los principales grupos de microorganismos que se encuentran en las
aguas residuales son los protistas incluyen las bacterias, hongos,
protozoos y algas; las plantas, se clasifican las de semillas helechos,
musgos y hepáticas; los animales se clasifican en invertebrados y
vertebrados; los virus también se encuentran en el agua residual, se
clasifican según el organismo infectado.
b) ORGANISMOS COLIFORMES:
El hombre evacua bacterias en forma de bastoncillos (coliformes) en un
promedio de 100000 a 400000 por día y otras bacterias; los coliformes no
son dañinos para el hombre, estos ayudan a destruir la materia orgánica
en los procesos biológicos de tratamientos de aguas residuales.
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Los organismos patógenos evacuados por el hombre pueden causar
enfermedades como: tifoidea, disentería, diarrea, etc.
Como los organismos patógenos son pocos y difíciles de aislar, elorganismo coliforme es el más numeroso y de determinación más
sencilla se utiliza como organismo indicador”.
PROCEDENCIA DE LOS CONTAMINANTES FÍSICOS, QUÍMICOS Y
BIOLÓGICOS DEL AGUA:
- FÍSICOS:
ORIGENSólidos
TemperaturaColorOlor
-Suministro de agua, residuosindustriales y domésticos.
-Residuos industriales y domésticos.-Residuos industriales y domésticos.-Agua residual en descomposición,residuos industriales
FUENTE: METCALF – EDDY. Tratamiento y Depuración de las Aguas Residuales. 1977.
- PARÁMETROS QUÍMICOS:
ORIGENOrgánico:
ProteínasCarbohidratosGrasas animales, aceites yGrasas mineralesAgentes tensoactivosFenoles
PesticidasInorgánico:
pHCloruros
Alcalinidad
NitrógenoFósforo
Azufre
- Residuos comerciales y domésticos.- Residuos industriales y domésticos.- Residuos industriales, comerciales y
domésticos.- Residuos industriales y domésticos.- Residuos industriales y domésticos.
- Residuos agrícolas.
- Residuos industriales.- Suministro de agua doméstica, residuos
industriales, infiltración de aguasubterránea.
- Residuos doméstico, suministro de aguadoméstica, infiltración de aguasubterránea.
- Residuos agrícolas y domésticos.- Residuos industriales y domésticos,
derrame natural.- Suministro de agua doméstica, residuos
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Compuestos tóxicos
Metales pesados
Gases:Oxígeno
Sulfuro de hidrógenoMetano
industriales.- Residuos industriales, infiltración de
agua subterránea.- Residuos industriales.
- Suministro de agua doméstica,infiltración de agua de superficie.
- Descomposición de aguas domésticas.- Descomposición de aguas domésticas.
FUENTE: METCALF – EDDY. Tratamiento y Depuración de las Aguas Residuales. 1977.
- PARÁMETROS BIOLÓGICOS
ORIGEN
Protistas
VirusPlantas
Animales
- Residuos domésticos, plantas detratamiento.
- Residuos domésticos.- Corrientes de agua al descubierto,
plantas de tratamiento.- Corrientes de agua al descubierto, plantasde tratamiento.
FUENTE: METCALF – EDDY. Tratamiento y Depuración de las Aguas Residuales. 1977.
Marco conceptual
Tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y
biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos ybiológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
Tratamiento primario: Asentamiento de sólidos.
Tratamiento Secundario: Eliminación de la materia orgánica en disolución y en
estado coloidal mediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de
sedimentación
Materia fecal: son el conjunto de los desperdicios generalmente sólidos o líquidos
producto final del proceso de la digestión Bioreactor: Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente
biológicamente activo
Colector: Alcantarilla, cloaca
Digestión Anaeróbica: Proceso microbiano que se produce en ausencia de oxígeno
Digestión Aeróbica: Proceso microbiano que se produce en presencia de oxígeno
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Coliformes: es quizás el organismo procariota más estudiado por el ser humano, se trata
de una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos animales conocida como
Escherichia coli
6. Hipótesis
6.1. Formulación de la hipótesis
6.1.1. Hipótesis General
El tratamiento adecuado de las aguas del colector “Agua de las
Vírgenes” cumplirá la meta establecida para la obtención de agua apta
para ser empleada en la agricultura.
6.1.2. Hipótesis Específica.
La implementación de un tratamiento que incluya procesos físicos,
biológicos y químicos para el tratamiento de las aguas del Colector Aguas
de las Vírgenes, permite la obtención de agua que pueda ser usada en la
agricultura.
6.2. Operacionalización de las variables e indicadores de la hipótesis
VARIABLE DIMENSIONES INDICADORESCRITERIOS DE
MEDICIÓN
AGUAAPTA PARAUSOAGRICOLA
FISICOS
Coloración. Turbidez. Temperatura. Olor. Grado de
acides pH.
Observación Grado de turbidez. Termómetro Sensorial. pHchimetro
BIOLÓGICOS Micro
organismos. Coliformes.
Ensayos delaboratorio.
QUÍMICOS
Materiaorgánica.
Contenidoorgánico.
Materiainorgánica.
Gases disueltos
Ensayos delaboratorio demandabioquímica DBO.
Ensayos delaboratorio demandaquímica DQO.
Ensayos delaboratorio (g/l)
Ensayos delaboratorio .
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7. Diseño Metodológico
Método a utilizar
Se empleará el método del diseño experimental dividido en tres niveles decaracterización.
1. Caracterización de los efluentes
2. Ensayos físicos
3. Ensayos biológicos
4. Ensayo químico (adición de cloro)
Técnicas para el acopio y procesamiento de la información
Fuentes de información
o Ministerio de Salud
o Municipalidad Provincial de Huancayo.
o SEDAM Huancayo
Población y muestra
La población en su conjunto constituye la caracterización global de las aguas
servidas, dentro de ellas la selección de las muestras se realizarán mediante la
técnica de muestreo estadístico probabilístico de tipo simple aleatorio;
determinado una muestra numérica y realizando un listado de todos los
elementos que componen la población.
Instrumentos para recolectar datos
o Encuestas
o Fichas
Análisis e interpretación de datos procesados
Evaluación de resultados experimentales.
Evaluación de los parámetros del sistema global de tratamiento
Análisis de datos
Empleo de métodos estadísticos. Análisis de varianza, promedio, desviaciónestándar.
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8. Cronograma de Actividades
ACTIVIDADESPERIODO DE EJECUCIÓN
J J A S O N D E F
a. Elaboración del proyecto X Xb. Revisión bibliográfica X X X
c. Inscripción del proyecto X
d. Implementación y organización X X
e. Recolección de muestras X X
f. Recopilación y procesamiento de datos X X
g. Evaluación e interpretación de los resultados X
h. Redacción de los borradores del proyecto X X
i. Revisión del informe final X
j. Sustentación y aprobación del proyecto X
9. Presupuesto
Gastos detallados
RUBROS:
- Reactivos S/. 1550
- Materiales de laboratorio S/. 400
- Materiales de escritorio S/. 300
- Materiales fotográficos S/. 200
- Material bibliográfico S/. 500
- Material de impresión y empastado S/. 300
- Transporte S/. 350
- Imprevistos (25%) S/. 900
TOTAL S/. 4500
Monto total : 4500 y fuente de financiamiento: Propio
10. Referencia Bibliográfica
11. AQUINO/ CAMACHO/ LLANOS. , 1989, “Métodos para el Análisis de aguas,
suelos y Residuos Sólidos”. Lima, Perú.
12. BARCELÓ J. R., 1979, “Diccionario Terminológico de Química”. Editorial
Alambra. España.
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13. CHAMY, R. 1995. “Tratamiento anaerobio de Residuos Sólidos”. Escuela de
Ingeniería Bioquímica, Universidad Católica de Valparaiso. Valparaiso – Chile.
14. CLARK, J. 1989. “Enciclopedia de Química”. Editorial Omega. España.
15. METCALF – EDDY, 1977, “Tratamiento y Depuración de las Aguas
Residuales”. Editorial Continental. México.
16. PARRA O. 1991. “El impacto Ambiental en la cuenca hidrográfica del río Bio – Bio
Proyecto EULA”. Universidad Nacional de Concepción. Concepción – Chile.
17. SALCEDO, A, 1995, “Química”. Editorial San Marcos. Lima, Perú.
18. VIDAL, J. “Curso de Química Inorgánica con nociones de Mineralogía”. Editorial
Bruño. Lima, Perú.
19. ZAROR C. 1993. “Conceptos Fundamentales de Tratamiento de Residuos
Industriales”. Ediciones Universitarias. Universidad Nacional de Concepción.
Concepción – Chile
20. Sistema de tratamiento Biológico Aplicable al uso de aguas residuales en riego
agrícola: http://www.cepis.org.pe/bvsaidis/mexico13/067.pdf .