Este documento describe la contaminación del Río de Oro en Santander, Colombia por las descargas de aguas residuales de cuatro municipios sin tratamiento adecuado. Propone el uso de la biotecnología ambiental para tratar las aguas residuales, incluyendo procesos aerobios y anaerobios con bacterias. También enfatiza la importancia de la educación ambiental y la participación comunitaria para resolver la problemática de forma sostenible.
1. BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
LINA FERNANDA MOJICA SÁNCHEZ
MIGUEL ARTURO BLANCO SANABRIA
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS
MAESTRIA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
FLORIDABLANCA, SANTANDER
2018
2. BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
LINA FERNANDA MOJICA SÁNCHEZ
MIGUEL ARTURO BLANCO SANABRIA
APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL “PROYECTO PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES LA MARINO SOBRE EL RÍO DE ORO EN
GIRÓN SANTANDER”
(BIORREMEDIACIÓN DE AGUAS)
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONOMICAS Y ADMINISTRATIVAS
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
FLORIDABLANCA, SANTANDER
2018
3. INTRODUCCIÓN
Desde que el ser humano dejo de ser nómada y se convirtió en sedentario, cambio sus
actividades de caza, recolección de frutos, actividades de pastoreo de rebaños, por
labores como la agricultura, la cría de ganado, e inició la alteración y transformación del
medio ambiente, pues sus actividades cotidianas demandaban el consumo de grandes
cantidades de agua. Es por ello que decide asentarse en las márgenes de los ríos, los
cuales le prodigaban el recurso natural suficiente para su supervivencia y la ejecución
de sus actividades de producción, en ese momento también empieza la contaminación
de los caudales de las corrientes hídricas por causas asociadas a las actividades
antropogénicas.
Dichos procesos de contaminación de las aguas generados por las diferentes
actividades antrópicas a través del tiempo han conllevado a que en la actualidad las
problemáticas ambientales generadas se hayan convertido en desastres ambientales y
requieran de soluciones de fondo. Hoy los movimientos ambientalistas, la sociedad civil
que poco a poco inicia su camino hacia el empoderamiento y defensa de sus territorios,
las normas nacionales y los acuerdos o tratados internacionales propenden justa mente
por la protección del medio ambiente y la mitigación del impacto de las actividades
humanas en el mismo.
Para ello se han logrado unificar criterios entorno a la protección de La Naturaleza y los
recursos naturales renovables y no renovables, con actividades muchas veces
concertadas con las comunidades locales impactadas por la ejecución de proyectos de
inversión gubernamentales, las delimitaciones de áreas protegidas o la autorización de
procesos extractivos o productivos de entidades privadas y que de una u otra forma
afectan el medio ambiente y las comunidades asentadas en los territorios.
Es así como se ha realizado una concientización entorno a la defensa del agua como
elemento necesario para la vida humana y de los demás seres vivientes que cohabitan
en el planeta, llegando a gestarse grandes movimientos sociales y ambientales en su
defensa, al igual que la emisión de gran cantidad de normas sobre el adecuado uso, el
4. manejo integrado del recurso hídrico, los planes de saneamiento y manejo de
vertimientos, planes de saneamiento básico, el uso eficiente y ahorro del agua, entre
otros.
La contaminación ambiental se ha generado a todo nivel llegando a afectar totalmente
la biosfera, se ha contaminado el aire, el suelo y el subsuelo, el agua, lo que ha
generado un desastre ambiental y una problemática medioambiental generalizada. La
ciencia no ha sido ajena a toda esta cantidad de problemas tanto así que los estudios y
avances tecnológicos también han propendido por la solución y el mejoramiento de los
impactos antrópicos generalizados que hoy afectan el medio ambiente.
La biotecnología Ambiental a través de diferentes procesos está coadyuvando a la
solución de la problemática ambiental con la aplicación de procesos biológicos, físicos
y químicos para el tratamiento y la solución de problemas específicos de contaminación
ambiental.
Actividades como la misma integración de la biotecnología aplicada a diferentes
bioprocesos, la bioconversión de la biomasa en energías limpias o en otros
subproductos aprovechables utilizando procesos biológicos, la producción y el uso de
biocombustibles de 1ª, 2ª, 3ª y 4ª generación, para reemplazar el uso de combustibles
fósiles, la biorremediación de suelos y aguas contaminadas con metales pesados y
otros químicos altamente contaminantes y nocivos para toda forma de vida, la
fitoremediación con la utilización de plantas vegetales aprovechando su capacidad de
absorber y tolerar a través de procesos metabólicos, químicos muy contaminantes
contenidos en aguas y suelos entre otros bioprocesos tecnológicos.
Finalmente, el tema biotecnológico que se tratara en este aparte, el tratamiento de
aguas residuales a través del uso de microorganismos vivos.
El Río de Oro es uno de los ríos más contaminados del departamento de Santander,
(grafica 1, 2 y 3), las aguas residuales de los cuatro municipios que conforman el Área
Metropolitana de Bucaramanga (Floridablanca, Bucaramanga, Girón y Piedecuesta)
son dispuestas en esta corriente hídrica, en algunos casos tratadas totalmente como
las Floridablanca en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Río Frio, o PTAR
5. Río Frio, que trata la totalidad de las aguas residuales domésticas de Floridablanca y
parte de las del sur de Bucaramanga, o como el caso de la Quebrada la Iglesia, (gráfica
4), que es tributaria del Río de Oro y que vierte sus aguas muy contaminadas al mismo
sin ningún tipo de tratamiento. En otros municipios como Piedecuesta en donde acaba
de entrar a operar la PTAR, el Santuario y por ultimo Girón donde en algunos
asentamientos urbanos satélites como el sector de Acapulco entre otros, tienen PTARs
que realmente no tienen una operación y manejo adecuado pero que en algo mitigan la
contaminación del río, es necesario saber que la mayor parte de las aguas residuales
de Girón fluyen al Río de Oro sin ningún tratamiento. Solo hasta ahora está en estudio
de factibilidad la construcción de la planta La Marino, en la cual como trabajos de pre
inversión se adelanta la construcción del emisario Altos de Carrizal - La Marino, que
conducirá las aguas residuales domésticas de Girón a la futura planta de tratamiento,
pero como se mencionó anteriormente el proyecto se encuentra en estudio de
factibilidad.
Luego de la caracterización del problema ambiental es pertinente aclarar que se
decidió estudiar y proyectar la alternativa de solución biotecnológica al tratamiento de
las aguas residuales del Río de Oro ya que la futura implementación y puesta en
marcha de la PTAR La Marino, Dicho proyecto desarrollado en un escenario optimista,
demorará en sus fases de estudio, construcción, implementación y puesta en marcha
entre 3 y 5 años, así que aun, no se han definido parámetros tecnológicos como el tipo
de tratamiento por el que se optará. Además de la gran problemática de contaminación
de esta corriente hídrica, también se generan problemas que ponen en riesgo la salud
pública; ya que la comunidad aun realiza “paseos de olla” al río desatendiendo las
recomendaciones de las autoridades competentes en torno a los riesgos que genera el
contacto con estas aguas por la proliferación de vectores generadores de
enfermedades como gastroenteritis, disentería, cólera y dengue hemorrágico, el cual ha
cobrado varias víctimas humanas entre ellas niños.
“La Empresa de Alcantarillado de Santander dentro del compendio de proyectos
contemplados en el Plan Estratégico 2016 – 2020, incorpora dos proyectos que se
vienen divulgando desde hace más de 10 años que son la PTAR del Rio de Oro o
6. PTAR La Marino, ubicada en el municipio de Girón y la PTAR del Norte que a futuro
estará ubicada al norte de la ciudad de Bucaramanga, junto con los ductos emisarios
sobre el Rio de Oro y el Rio Suratá.
Es necesario tener en cuenta que, tan solo el 12% de las aguas residuales domésticas
de las cuatro ciudades que conforman el Área Metropolitana de Bucaramanga
(Bucaramanga, Floridablanca, Girón y Piedecuesta) son tratadas por medios aerobios y
anaerobios. Gran parte de estas, son canalizadas y por medio de aireación se purifican
en un porcentaje muy bajo. Varias Pantas de Tratamiento de Aguas Residuales, no
tienen un funcionamiento óptimo e incorporan aguas medianamente tratadas al río, y
por si fuera poco en el transcurso de su recorrido se encuentran asentamientos
subnormales, empresas que ilícitamente hacen vertimientos con químicos,
urbanizaciones, granjas avícolas, agrícolas y pecuarias. Todo este conglomerado
comunitario arroja elementos químicos, basuras, materiales de desecho de
construcciones y material orgánico proveniente de aguas residuales.
Los cuales han hecho que en el río no exista vida acuática, se calcula que cada día se
descargan en este cuerpo hídrico cerca de 39 toneladas de residuos sólidos orgánicos,
eso da una idea del estado de alta contaminación en la que se encuentra.
Toda esta problemática de contaminación del Rio de Oro ha incidido no solamente en
el impacto generado al medio ambiente, sino que se han venido presentando graves
afectaciones a la salud humana, por el tema de vectores, casos particulares la muerte
de varias personas afectadas por la picadura de mosquitos que han sido contagiadas
por dengue hemorrágico. Actualmente, se ha venido dialogando con algunas
autoridades sobre la descontaminación del Rio de Oro, pero en la realidad, es mayor la
preocupación de las comunidades aledañas a este que, la de los estamentos estatales
y las entidades gubernamentales. También se debe resaltar que se han venido
fomentando la creación de comités en defensa del Rio de Oro, los cuales están dando
pasos incipientes en la recuperación del afluente.
7. Como se trató anteriormente, Las entidades encargadas del tratamiento de las aguas
del río, poco y nada han hecho al respecto pues a pesar de que parte de los recursos
estatales para la recuperación de este ya están aprobados, no se ha pasado de la fase
de estudio de factibilidad. El tratamiento de sus aguas es bastante complicado dado
que su caudal en épocas de lluvias crece muchísimo, tanto así, que en varias
ocasiones se ha desbordado y ha generado emergencias, desde hace varios años
atrás.
Por otra parte, las comunidades asentadas en sus riveras se han extendido hasta la
ronda y en ocasiones hasta el mismo lecho; de igual forma que el Parque Industrial de
Chimitá que está construido en gran parte de terrenos ganados al cuerpo acuático. Tan
grave es la situación que las inundaciones son inevitables ya que lo regular es que las
corrientes hídricas tienden a volver a sus cauces originales y recuperar su dinámica.
También es importante que el emisario del río tenga un diseño que soporte esta
problemática, conduciendo y regulando el flujo de aguas hacia la futura PTAR, de
manera controlada y adecuada, de tal forma que en época de lluvias no se forme un
cuello de botella que genere algún tipo de emergencia hacia el interior de la Planta.
El aporte de la Biotecnología Ambiental a esta problemática se puede orientar hacia el
tratamiento aerobio de las aguas contaminadas y el tratamiento anaerobio; como la
construcción de la PTAR se encuentra en etapa de estudios, no se ha diseñado un
proyecto definitivo que permita orientar qué tipo de tratamiento se podría optar. La
biotecnología Ambiental se puede utilizar como una gran herramienta, orientando al
tratamiento de esas aguas por varios métodos, tales como: Uso de bacterias (lodos
activados) en tratamientos aerobios, también bacterias específicas para tratamientos
anaerobios a través de biodigestores, o la biorremediación para solucionar el problema
de la contaminación con químicos. Ya sea por métodos aerobios, o anaerobios,
utilizando microorganismos o por métodos físico químicos.
Realmente, los métodos Biotecnológicos a utilizar para el tratamiento de las aguas
contaminadas del Rio de Oro, serán determinados por los estudios previos, pero en
8. teoría los métodos enunciados en los párrafos anteriores pueden ser utilizados; solo
que, para este caso en particular, se debe promover y fortalecer los procesos
comunitarios que busca la recuperación del Río de Oro. Ya que esto ahorraría mucho
trabajo, y con el apoyo de las actividades de los comités de defensa, se puede ejercer
presión para el cierre, reubicación o tecnificación de las empresas que están
contaminando; con miras a que no arrojen químicos al agua y que hagan sus propias
plantas de tratamiento o sistemas de tratamiento para que no arrojen, todo ese
volumen de aguas contaminadas y residuos sólidos.
Es necesario, exigir a la las autoridades ambientales y territoriales la reubicación de los
asentamientos subnormales en urbanizaciones que cumplan con todos los
requerimientos ambientales exigidos por las normas vigentes, en cuanto a las
urbanizaciones antiguas que arrojan contaminantes directamente al caudal del río,
incluyendo sus aguas residuales domésticas que son afluentes directos; se deben
construir colectores que realicen la conducción de sus aguas al emisario o a la futura
planta de tratamiento.
Por último, se deben realizar campañas de sensibilización y fortalecer la educación
ambiental en las comunidades para que no viertan residuos sólidos a la corriente
hídrica.
Cabe anotar que al ejecutar las obras y poner en marcha la PTAR de Río de Oro o
PTAR La Marino, se beneficiara a más de 670.000 habitantes (EMPAS, 2016, p 34).
Desde el año 2013 se han venido adelantando trabajos de construcción del emisario
para este río.”
Alternativa de solución biotecnológica
En primer lugar la descontaminación del Rio de Oro se debe iniciar con el
fortalecimiento de la educación ambiental, orientándola hacia la gestación de
conciencia ambiental en las comunidades afectadas por la problemática ambiental y en
9. la comunidades que están afectando el Rio de Oro, pues este afluente no está siendo
contaminando solo con aguas residuales domésticas, sino que también recibe en todo
su recorrido basuras, residuos de construcción, residuos químicos, desechos
orgánicos, entre muchos otros contaminantes.
La alternativa de solución biotecnológica solamente hará referencia a la contaminación
producida por las aguas residuales domésticas descargadas al Río de Oro a través del
sistema de alcantarillado por los colectores de aguas lluvias y aguas residuales
domésticas del Municipio de Girón, las cuales a futuro serán tratadas por la PTAR La
Marino, para la realización de este trabajo se tuvo como referencia información
recopilada en la PTAR Rio Frio del Municipio de Floridablanca, Anexo 1 y Anexo 2.
Tratamiento primario o preliminar
El principal objetivo del tratamiento de aguas residuales es la remoción de materia
orgánica, para ello en la gran mayoría de los casos se utiliza procedimientos de
carácter biológico, a través del uso de microorganismos.
En la PTAR La Marino se utilizará el sistema aerobio y anaerobio, en los dos casos se
utilizaran bacterias para cada procedimiento.
Con el tratamiento preliminar se logrará la separación física inicial de sólidos de gran
tamaño (basuras) suspendidos en la corriente de aguas domésticas, se realizará
empleando un sistema de rejillas o mallas para un procedimiento llamado cribado que
es realmente un tamizaje de los sólidos: grueso (5 cm) y fino (6 mm) y luego se aplicará
un desarenado (separación de sólidos más pequeños como la arena), seguido de una
sedimentación primaria, que separa los sólidos suspendidos existentes en el agua.
Posteriormente el afluente será trasladado a los biodigestores o reactores UASB
(reactores aerobios de flujo ascendente) donde se realizaran varios procesos biológicos
utilizando bacterias de diferentes tipos, las cuales serán usadas secuencialmente, pues
cada grupo de bacterias usara el producto resultante del anterior proceso de la
10. siguiente forma: se utilizaran tres grupos tróficos en cuatro pasos de transformación del
afluente. El efluente ascenderá por un manto de lodo constituido por las bacterias,
llegará a un deflector, pasará luego a un separador para luego ser expulsado como
efluente y como biogás.
En el proceso químico dentro de los biodigestores se utilizará el primer grupo bacterias,
las hidrolíticas, para generar el proceso de hidrólisis, también del primer grupo se
usaran bacterias fermentativas para ejecutar el procedimiento de acidogénesis, luego
del segundo grupo de bacterias serán usadas las acetogénicas para la producción de la
acetogénesis y finalmente del tercer grupo de bacterias las metanogénicas, para
realizar el procedimiento de metalogénesis.
A la realización de este proceso se le denomina digestión o biodigestión, su objetivo
final es la remoción de la materia orgánica de las aguas contaminadas, proceso
denominado digestión anaerobia.
Este tratamiento primario tiene una eficiencia comprobada próxima al de 73% de la
Demanda Biológica de Oxígeno o DBO, término que se traduce en la cantidad de
oxígeno consumido al degradar la materia orgánica presente en el agua.
Tratamiento secundario
La legislación actual exige un porcentaje de remoción más elevado que el generado por
los reactores UASB, se debe realizar un post tratamiento, como tratamiento secundario,
allí se podría hacer uso de lagunas facultativas, aunque en este procedimiento se
generan olores ofensivos (gas metano o CH4 y H2S o ácido sulfhídrico) y en ocasiones
nocivos para la salud. Si se opta por la utilización de lagunas facultativas o de
oxidación, allí se convierte progresivamente la materia orgánica o biológica disuelta en
una masa biológica sólida utilizando bacterias adecuadas, generalmente presentes en
estas aguas. Su eficiencia es del 10% DBO. Como subproductos del proceso de
tratamiento del agua se obtienen residuos sólidos, biogás y lodos.
11. Otros procesos secundarios a utilizar también con microorganismos podrían ser la
utilización de lodos activados, utilización de filtros, el uso de humedales artificiales, o de
plantas acuáticas.
Ya por métodos químicos, físicos, o fisicoquímicos podrían utilizar procesos de
floculación, de desinfección, el uso de tanques de oxigenación, decantación o filtración
de arena, de esa manera se lograría una remoción de más del 93% de la carga
orgánica y se cumpliría con las normas vigentes, llevando nuevamente al Rio de Oro
las aguas ya tratadas.
BIBLIOGRAFIA
Empresa Pública de Alcantarillado de Santander S.A. ESP – EMPAS. Plan
Estratégico 2016 – 2020. Disponible en: https://www.empas.gov.co/wp-
content/uploads/2017/11/Plan%20Estrategico%202016-2020.pdf
12. GRÁFICAS
Grafica 1: Tomado de: http://riodeorogiron.blogspot.com/
Grafica 2: Tomado de: https://www.emaze.com/@AOLQROTWI/proyecto-
ecol%C3%B3gico
13. Grafica 3: Tomado de: http://riodeorogiron.blogspot.com/
Grafica 4: Tomado de:
http://versionantigua.bucaramanga.gov.co/Prensa/post/2015/12/24/Estudio-
realizado-por-la-UPB-determina-que-es-Empas-y-no-El-Carrasc.aspx
14. Grafica 5: Tomado de: https://revistaelcrisol.com/empas-responde-publicacion-de-
vanguardia-liberal-sobre-obra-emisario-rio-de-oro-la-marino/
Grafica 6: Tomado de: http://www.vanguardia.com/area-metropolitana/giron/392574-
las-autoridades-ambientales-descontaminaran-el-rio-de-oro
