Presentación maestria en desarrollo sostenible y medio ambiente

1. Foto: Tecate (México), Diario Séptimo Día

2. • Realizar una caracterización básica del estado
actual del reuso de aguas residuales.
• Identificar proyectos en los que se haya
implementado el reuso de aguas residuales.
• Analizar las debilidades y oportunidades del
reuso de aguas residuales.
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

3. Más del 80% de las aguas
residuales en los países en vías
de desarrollo se des-carga sin
tratamiento, contaminando
ríos, lagos y zonas costeras
(UNESCO,2010)

4. El concepto de reúso del agua residual está definido por el Ministerio de
Medio Ambiente (2011), como el aprovechamiento de este tipo de aguas en
actividades diferentes a las cuales fueron originadas. Los diversos usos
dependen de la destinación que reciben las aguas residuales se pueden
encontrar desde aplicaciones industriales, agrícolas hasta el mantenimiento de
áreas verdes urbanas entre otros.
El reuso de agua residual es el aprovechamiento del agua previamente
utilizada, una o más veces en alguna actividad para suplir las necesidades de
otros usos (Lavrador Filho, 1987) citado en (Jaramillo, 2010) Bajo este
concepto el reuso se ha clasificado:
Reuso indirecto no planeado: Ocurre cuando el agua es utilizada y es
descargada en forma diluida en los cuerpos de agua receptores y
posteriormente es utilizada de manera no intencional.
Reuso indirecto planeado: Ocurre cuando los efluentes tratados son
descargados de manera planeada a los cuerpos receptores para ser utilizados
de forma intencional y controlada en algún uso beneficio.
Reuso directo planeado: Ocurre cuando los efluentes tratados son empleados
directamente en alguna aplicación de reuso local.
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

5. (Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

6. Fuente: Domingues, A & Salazar, . 2008.
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

7. La reutilización del agua residual en agricultura es una práctica tradicional en
ciertos países, particularmente en China, India, Indonesia y Vietnam. Dos de
las experiencias más grandes del mundo son el Valle Mezquital en México y la
práctica acuicultura en Calcuta, India.
Uno de los países con mayor utilización de aguas residuales es Israel, debido a
los problemas de escasez que este presenta. El 10% del consumo total de agua
en este país corresponde a reutilización de aguas residuales
Para generar mayores impactos, el reuso del agua residual se debe relacionar
con el uso de agua en la agricultura, dado que es el principal usuario y emplea
el 70% del agua disponible en el mundo (Pimentel y Pimentel, 2008),
incluyendo tanto fuentes superficiales como subterráneas. En América Latina,
la agricultura emplea el 73% del agua disponible (FAO, 2010) mientras que en
Colombia se emplea el 54% (MAVDT, 2010). (Jaramillo, 2010)
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

8. El Valle Mezquital
• Área más grande del mundo irrigada con aguas residuales (83.000 ha),historia de casi 100 años.
• Aguas residuales no han recibido ningún tratamiento convencional y son transportadas por
canales. Se irrigan cultivos de alfalfa, maíz, habas, avena, tomate, ají y remolacha.
• AR Altamente valoradas por los agricultores de la región debido a que mejoran la calidad del
suelo y por sus cargas de nutrientes. Sin embargo, debido a su origen doméstico e
industrial, contienen patógenos y productos químicos tóxicos que constituyen un riesgo para la
salud de agricultores y consumidores. Los análisis de Coliformes fecales en depósitos del Valle
indican que estos valores son de 102 a 104 más altos que las pautas de la OMS para la
reutilización del agua residual en agricultura
Uno de los países con mayor utilización de aguas residuales es Israel, debido a los problemas de
escasez que este presenta. El 10% del consumo total de agua en este país corresponde a
reutilización de aguas residuales. En la ciudad de Arad se han realizado evaluaciones de la
contaminación de suelos por esta práctica, donde se identificó una alta remoción de
microorganismos patógenos en el suelo, así mismo se mostró una buena correlación entre la
reducción de indicadores fecales, el contenido de materia orgánica y el pH (Campos et al., 2000)
citado en Silva (2008) citado en (Jaramillo, 2010).
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

9. » Las guías de uso seguro de aguas residuales, excretas y
aguas grises del año 2006 generadas por la
Organización Mundial de la Salud (OMS), son una
herramienta de manejo preventivo de aguas residuales
en agricultura, proporcionan una orientación para los
tomadores de decisiones sobre su aplicación en los
diferentes contextos locales. Tienen como objetivo
principal apoyar la formulación de normatividad y
reglamentación nacional respecto al uso y manejo del
agua residual, considerando aspectos propios de cada
país (Blumenthal et al., 2007; Kramer y Mara, 2007;
Mara y Bos, 2007; World Health Organization, 2006)
citado en (Jaramillo, 2010)

10. » Para suplir las necesidades básicas como la
alimentación la FAO (2006) establece que se
requiere de 3000 litros diarios para producir
alimento por persona empleados en riego
agrícola. Este ritmo de consumo requiere de un
suministro de agua constante sin que merme la
disponibilidad de la potable es así como una
alternativa de aprovechar las aguas residuales
en la actividad agrícola se convierte en una
opción fundamental en algunos casos para
sostener este tipo de actividad.

11. Reuso de aguas residuales en
Colombia
En Colombia el total de superficie de riego irrigada con aguas residuales de 1.230.193 ha, con 27%
de agua residual tratada y 73% sin tratar, por lo general diluida con aguas superficiales; al igual que
sucede en toda América Latina, no se cuenta con información completa y confiable sobre el tema del
reúso, Min Ambiente (2011).
En Colombia no existe una directriz o guía que proponga valores de calidad permisibles para el reuso
del agua residual. La reglamentación como la ley 373 del 97 estimula el reúso por diferencia en la
tasa retributiva por captación directa de cursos y hídricos y de efluentes de aguas residuales para
reúso. Sin embargo es necesario considerar la gestión y fortalecimiento de la infraestructura para
tratamiento del agua y del fortalecimiento institucional así como la de la acción y coordinación
interinstitucional y sectorial que permita un reúso eficiente y seguro que obedezca a las
particularidades de cada región colombiana.
(Siebel y Gijzen, 2002: Jaramillo M, 2010)

14. Proyecto: Panorama de experiencias
de tratamiento y uso de aguas
residuales en Lima Metropolitana y
Callao
El 85.4% de la población de Lima cuenta con acceso al sistema de alcantarillado
(SEDAPAL, 2005), que recolecta 17.5 m3/s de aguas residuales. Si bien existen más de
40 experiencias de tratamiento y reuso de aguas residuales, el volumen de
tratamiento (1.6 m3/s) representa sólo el 9.2% del total (SEDAPAL, 2006). Como
consecuencia, la mayor parte de las aguas residuales (90.8%) son descargadas al río
Rímac o al mar, originando problemas de contaminación tanto de los productos
regados como de los recursos marítimos de consumo directo, elevando el riesgo de
proliferación de enfermedades endémicas y alteración del equilibrio ambiental.
El uso de las aguas residuales está más difundido en el riego de cultivos agrícolas
ubicados en zonas periurbanas, en donde es posible manejar este recurso con
mayor facilidad y aceptación, incluso sin tratamiento. En cambio, en el ámbito
intraurbano es más aceptable el uso de las aguas residuales en el riego de las áreas
verdes que en la producción de alimentos.

15. Proyecto: Panorama de experiencias
de tratamiento y uso de aguas
residuales en Lima Metropolitana y
Callao
Las actividades productivas (agricultura y acuicultura) se desarrollan en el 77% del
área actualmente irrigada con aguas residuales en Lima, aun cuando sólo
representan el 44% de las experiencias existentes. Un número mayor de casos (56%)
están dedicados al reuso en actividades recreativas como áreas verdes, campos
deportivos y parques públicos, abarcando el 23% del área total irrigada con las aguas
residuales. De las 37 experiencias listadas, 34 reusan el agua residual con algún tipo
de tratamiento, mientras que en tres casos se riegan hortalizas con agua sin tratar y
representan el 48% del área total regada con aguas residuales en Lima.
El 44% de estas experiencias tienen un propósito ambiental, promovidos por las
municipalidades distritales de Lima y el sector privado. La actividad más común es
la generación y mantenimiento de áreas verdes como parques, jardines, bermas
centrales de avenidas, campos deportivos y cementerios, entre otros. Es
importante resaltar las experiencias privadas para reemplazar el riego con agua
potable en áreas verdes como clubes de golf, cementerios y centros
educativos, con el propósito de reducir el costo del agua que utilizan en estas
áreas.

16. Proyecto: Panorama de experiencias de
tratamiento y uso de aguas residuales en
Lima Metropolitana y Callao
Los tipos de tecnología empleada se han agrupado en 5 categorías: lagunas de
estabilización, lagunas aireadas, lodos activados, humedales artificiales y filtros
percoladores.
Las lagunas de estabilización y las lagunas aireadas son utilizadas en el 58.8% de las
experiencias (10 en cada caso) y riegan el 74.9% de la superficie inventariada. Las
plantas de lodos activados (8 casos) permiten el riego de 66 ha de áreas verdes y
49 ha agrícolas, que en conjunto constituyen el 22.2% de la superficie total irrigada
con aguas residuales. Los humedales artificiales se encuentran presentes en 4
experiencias y los filtros percoladores en sólo dos casos, pero se tratan de
pequeños proyectos que apenas atienden el riego de 3 y 12 ha respectivamente.
Sin embargo, el 28% de los casos manifestaron que el propósito del reuso es la
generación de ingresos, vinculándose a una actividad productiva (agricultura y
acuicultura). El resto de casos (27%) fueron generados con un propósito de
seguridad alimentaria y educativa. En el primer caso se trata de pequeñas
experiencias de agricultura intraurbana de autoconsumo, y, en el segundo, de
actividades de investigación y educativas para promover el uso eficiente del agua.

17. Proyecto: Panorama de experiencias de
tratamiento y uso de aguas residuales en
Lima Metropolitana y Callao
Más de la mitad de las experiencias de reuso han desarrollado sobre suelos
arenosos, típicos de zonas desérticas y cercanas al mar como las existentes en el Sur
de Lima. Es importante indicar que estos suelos, normalmente muy escasos en
materia orgánica, son favorecidos por el riego con aguas residuales abundantes en
nutrientes básicos. Por esa razón, es evidente que durante los años trascurridos en
experiencias como San Juan de Miraflores se observe un cambio importante de la
textura del suelo y un incremento notable de su fertilidad, que como se discutió
antes mejora la productividad agrícola muy baja en este tipo de suelos. (Moscoso, J.
& Alfaro, T. 2008).
La información recopilada sobre las plantas de tratamiento existentes en Lima
muestra que la demanda de espacio es mayor en las plantas de lagunas aireadas
(1.91 m2/habitante), seguidas por los lodos activados (1.61 m2/habitante) y las
lagunas de estabilización en tercer lugar (1.25 m2/habitante). Estos valores no son
acordes con los reportados en la literatura, ya que esta atribuye una mayor demanda
de espacio a las lagunas de estabilización y menor a los lodos activados, quedando
las lagunas aireadas en una posición intermedia.

18. Proyecto: Panorama de experiencias de
tratamiento y uso de aguas residuales en
Lima Metropolitana y Callao
El mayor costo de inversión para tratar las aguas residuales domésticas en Lima ha
sido de US$ 191/habitante y corresponde a las plantas de tratamiento de lagunas
aireadas de San Juan de Miraflores y Huascar construidas al Sur de Lima, por lo que
se deduce que SEDAPAL requeriría invertir cerca de US$ 1,500 millones para tratar
las aguas residuales de todo Lima con esta tecnología. En contraposición se ha
estimado que las lagunas de estabilización constituyen la tecnología de más bajo
costo (US$ 19/habitante), por lo que en este caso la inversión de SEDAPAL sería de
US$ 150 millones, monto que sólo representaría el 10% de la alternativa anterior. Sin
embargo es necesario reconocer que sería difícil encontrar la cantidad de terreno
requerido, a menos que se decida invertir para trasladar las aguas a zonas desérticas
cercanas a la ciudad. Los sistemas de lodos activados reportan costos de inversión de
US$ 70/habitante, por lo que aplicando esta alternativa tecnológica SEDAPAL
requeriría una inversión de US$ 560 millones para tratar las aguas de la ciudad, un
tercio de estimado para la opción de las lagunas aireadas como las construidas en el
Sur de Lima. Sin embargo, es necesario que en forma paralela se evalúen los costos
de operación y mantenimiento para elegir la tecnología más apropiada, ya que los
lodos activados exigen incluir un sistema de desinfección adicional que eleva
significativamente estos costos.

20. REÚSO DE AGUA RESIDUAL DOMÉSTICO
Sistema de reuso agua residual doméstico

21. REÚSO DE AGUA RESIDUAL DOMÉSTICO
Sistema de reuso agua residual doméstico
La DAR trabaja sobre el principio del reactor de discos bietápico rotatorio (compuesto de
biodiscos) y del tanque de clarificación. Primero se realiza la pre-depuración mecánica en
cualquier colector (pozo negro, fosa séptica) o en la fosa séptica fabricada en plástico.
Los fangos sedimentados en el tanque de clarificación que se generan durante el proceso de
depuración se podrán utilizar como abono o se podrán retornar a la primera cámara del
colector. Esta cámara se deberá vaciar periódicamente, una o dos veces al año.
Una vez realizada la pre-depuración mecánica del agua, el líquido parcialmente clarificado
es llevado desde la fosa séptica (pozo negro) por el elevador de cangilones a la biozona en
la que giran muy despacio los biodiscos ( 5 ruedas/ min. ). El propio proceso de
depuración se efectúa con ayuda de microorganismos (biomasa), formando la mayor parte
de ellos una película sobre la superficie de biodiscos y en parte flotan en la biozona. La
energía que la biomasa necesita para su vida y multiplicación se recibe de la carga
contaminante contenida en los efluentes. El oxígeno imprescindible para la respiración de
microorganismos se genera mediante difusión natural de aire.

22. Esquema de funcionamiento sistema de reuso
agua residual doméstico

24. » En el sector de San Benito localidad de
Usme, (Bogotá) se encuentran registradas 265
curtiembres que representan más del 50% de las
industrias curtidoras que hay en el país. Aportan
grandes cargas contaminantes a las aguas del río
Tunjuelito que a su vez vierte sus aguas al Río
Bogotá, uno de los principales afluentes del Río
Magdalena; sus vertimientos tienen
concentraciones de cromo trivalente entre 2000 y
8000 mg/L (determinada por pre-
experimentación), siendo la concentración máxima
permisible de 1 mg/L.

25. » El Río Bogotá, que recibe entre otros afluentes, las aguas del
Río Tunjuelito, es uno de los más contaminados del
mundo, es inviable para una inmensa gama de posibles usos
del agua, y el riesgo ambiental que ofrece es elevado. Vierte
sus aguas al Río Magdalena, impactando negativamente la
vida acuática y su utilización como fuente de riqueza
alimentaria (pesca), como abastecimiento de agua para uso
humano y de riego

27. » PROCEDIMIENTO PARA RECUPERAR Y
REUTILIZAR CROMO DE LAS AGUAS
RESIDUALES DE CURTIEMBRES
» Filtrar el agua residual del proceso de curtido

28. » Adicionar soda cáustica 4M hasta pH 9

30. » Agua residual filtrada

31. » Dejar sedimentar durante 24 horas

32. » Tratamiento del agua residual descontaminada
de cromo

33. » Regeneración y reúso del cromo

36. » Colombia tiene un gran potencial hídrico y parte de este potencial debe ser el
aprovechar aguas residuales con el reúso en actividades productivas que
reglamentadas con las condiciones de seguridad y sanidad ofrecen una gran
alternativa para el sector productivo especialmente en los sectores de cultivos
industriales.
» En el sector productivo el reúso del agua marca una pauta importante
especialmente en la actividad agrícola industrial donde el riego para cultivos
como caña de azúcar y palma de aceite traen beneficios económicos ya que de
acuerdo a Acodal el costo es de 40 centavos de dólar por metro cubico, lo que
es bastante atractivo, en el caso de la caña de azúcar estos valores pueden ser
ponderados a cultivos de biocombustible como la palma de aceite entre otros.
En estos cultivos el empleo del reúso ofrece un riesgo mínimo por la destinación
final y garantizan un uso de las aguas residuales.

37. » Los beneficios ambientales se traducen a la reducción de vertimientos a
cuerpos hídricos y la conservación de fuentes hídricas saludables,
tomando en cuenta que las diversas regiones del país tienen
características climáticas e hídricas distintas, lo que representa
comportamientos y condiciones distintas lo que implica un enfoque
particular por cada región siendo el reúso mas importante en regiones
como la Caribe y en los llanos donde el factor crítico es el uso del agua
potable. Manga, Logreira y Serralt. (2001).
» La reglamentación como la ley 373 del 97 estimula el reúso por diferencia
en la tasa retributiva por captación directa de recursos hídricos y de
efluentes de aguas residuales para reúso. Sin embargo es necesario
considerar la gestión y fortalecimiento de la infraestructura para
tratamiento del agua y del fortalecimiento institucional así como la de la
acción y coordinación interinstitucional y sectorial que permita un reúso
eficiente y seguro que obedezca a las particularidades de cada región
colombiana.

38. » La implementación de un proyecto de reuso de agua residual, es única y
debe ser evaluada desde el contexto socio económico, cultura, técnico y
financiero. En este sentido es muy importante el análisis de las
condiciones ambientales, suelos, recurso hídrico, actividades económicas,
entre otros aspectos, que permitirán definir el tipo de tratamiento, la
dimensión de los sistemas, los posibles riesgos y beneficios de esta
actividad.
» Aunque el reuso de agua residual se prioriza para la agricultura, dada la
alta demanda de agua de esta actividad, es importante involucrar esta
estrategia en todas las actividades desde las domésticas hasta las
industriales, y sobre todo repensar el proceso de tratamiento de aguas
residuales como una solución de final de tubo para verlo con una
estrategia encaminada a optimizar el uso eficiente del recurso hídrico.

39. » Beneficios reuso agua residual
» En algunos suelos mejoran la calidad del
suelo por sus cargas de nutrientes.
» En algunos proyectos previa a filtración con
arena, mejoró las características el suelo
aumentando el pH, materia
orgánica, potasio, calcio y magnesio

40. » Los principales efectos del riego con agua residual sobre
el suelo evidencian un aumento de materia orgánica en
los primeros 15 cm, mejorando consecuentemente su
estructura. El uso de agroquímicos se redujo debido al
aporte de carga orgánica del agua residual. Se
identificaron impactos negativos en la salinidad del
suelo
» En algunos proyectos la principal percepción de los
agricultores al usar aguas residuales es la reducción de
fertilizantes químicos, que constituye un importante
beneficio económico, ya que este rubro puede
conformar hasta el 40% del costo de producción.

41. El uso de este tipo de aguas resulta atractivo no solo por el hecho de
aprovechar y optimizar el recurso hídrico si no porque los contenidos de
materia orgánica, residuos inorgánicos y contenidos de minerales como
nitrógeno N, fosforo P y potasio K, son altos y teniendo en cuenta que estos
elementos son básicos para el aporte productivo y nutricional del
suelo, constituyendo una fuente importante de fertilizante de bajo costo y
rápida asimilación. Una de las características que señalan algunos autores es
que el uso de este tipo de aguas también puede generar no solo problemas
sanitarios si no problemas de salinización del suelo por los contenidos de N
que tiende a salinizar por el riego. Cartwrigth (2006)

42. BIBLIOGRAFÍA
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