FACULTAD DE INGENIERÍA PUERTO ETEN ESTABLECIMIENTO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES CURSO GESTIÓN DE EFLUENTES LÍQUIDOS PROFESORES MUCHA TORRE, MIGUEL JAUREGUI NONGRADOS, JOHN RUDY BLOQUE FC - PREIAM08A1M ALUMNOS CÓDIGO DE ALUMNO CASTRO ALVAREZ, Melissa (100%) 1522509 CASTRO VEGA, Flavia Leny (100%) 1510156 DIOSES SALINAS, Diana Carolina (100%) 1510084 HERRERA ALVAREZ, Rodrigo Christopher (100%) 1510229 MILLONES CUMPA, Leslye Alexandra (100%) 1611233 SAONA BARRETO, Valeria (100%) 1510040 TEJADA CABALLERO, Brian Gabriel (100%) 1510360 2019 - 01 ÍNDICE ÍNDICE 2 RESUMEN 3 INTRODUCTION 4 OBJETIVOS 5 OBJETIVO GENERAL 5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5 6 RESUMEN DE LECTURA 21 DESCRIPCIÓN DEL DISTRITO ASPECTO SOCIAL 21 ASPECTO AMBIENTAL 22 MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS 22 VALOR PAISAJÍSTICO Y ECOSISTÉMICO 26 26 ASPECTO ECONÓMICO PESQUERÍA 26 TURISMO 27 MUELLE Y MALECÓN DE PUERTO ETEN DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 27 28 UBICACIÓN 28 DIMENSIONES DEL DESARENADOR 30 DOSIFICACIÓN 35 COAGULANTES 35 CLORO 35 38 DIMENSIONES DE LAS LAGUNAS CONCLUSIONES 44 RECOMENDACIONES 45 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46 2 RESUMEN El principal objetivo de este proyecto ha sido el dimensionamiento de un desarenador y el dimensionamiento de lagunas de estabilización. Nuestra zona de estudio es el distrito de Puerto Eten que pertenece a la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque. Un desarenador es una obra hidráulica que sirve para separar y remover después o antes, el material sólido de un canal. Para su dimensionamiento se ha considerado el tamaño de partículas a decantar, el caudal de conducción, entre otros. Mientras, que las lagunas de estabilización son para el tratamiento de aguas servidas porque se identificó que el más grave problema que existe en nuestra zona de estudio, es que no cuenta con un sistema de tratamiento de las aguas servidas. Para su dimensionamiento se ha considerado las características de la zona, climatología de la región y los factores que influyen en la economía de la población, asimismo, en la metodología para su dimensionamiento se utiliza variables de cálculo considerando la carga orgánica, los indicadores DBO, entre otros. Asimismo, se presentará casos exitosos de las Gestión de Aguas Residuales en el país de Marruecos, presentando previamente una contextualización para el entendimiento de la gestión de dicho país. Palabras clave: Desarenador, Lagunas de estabilización. 3 INTRODUCTION Water is the most precious asset human-kind possesses. Without water, human being’s survival would be on stake. However, the amount of water that can be used in daily activities is quite limited: Earth’s surface consists of 70% of water, of which only 3% can be used daily. Out of that 3%, 2% is frozen in glaciers and ice caps, meaning that humans only have 1% available to use (Sitaram, n.d). This represents a problem since water supply demand continues to increase every year. Due to that fact, it is crucial that humans learn how to appropriate manage this scarce yet irreplaceable resource. Water Management is the “activity of planning, developing, distributing and managing the optimum use of water resources” (Sitaram, n.d). This concept is very important because is what every country needs to do with their water assets: ensure that their population has the required amount to develop their activities without putting in risk future supplies. In order to obtain that goal, countries have developed several procedures to treat water from different sources like rivers or underground water so the water supply demand can be covered. In addition to that, this water treatments are also focus on removing all source of contaminants from wastewater before they are poured into bodies of water, therefore ensuring that water sources are not endangered and neither is future water supply. Water treatment consists on several procedures (UDLAP, n.d): 1.- Pretreatment: The main goal of this procedure is to remove thick material. Some of the structures used are grilles and sieves (to remove solids), desilters (to remove arena) and degreasers (to remove grease). 2.- Primary treatment: In this phase, suspended solids are removed using sedimentation. For this purpose, coagulants are used in order to form bigger particles, making the sedimentation process quicker. Later on, those particles are filtered and therefore, removed from water under treatment. 4 3.- Secondary treatment: This treatment is used for the reduction of organic matter by bacteria (which is why it is also known as “Biological treatment”). One of the most common structures used for this procedure is named “Stabilization Gaps”. This gaps main role is to reduce the amount of BOD in the influent, so the effluent will meet the requirements set by the Allowable Maximum Limits. 4.- Tertiary treatment: This last procedure focuses on eliminating the remaining microorganisms that can affect human’s health (pathogens), as well as ensuring that the quality of the treated water remains while is transported to citizen’s homes. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL ● Dimensionar un desarenador y las lagunas de estabilización para la localidad de Puerto Eten, Chiclayo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ● Resumir y analizar la gestión de aguas residuales en países en vías de desarrollo por medio de la lectura “Mejores prácticas para la reutilización de aguas residuales en Marruecos” por Redouane Choukrallah. ● Analizar los aspectos económico, social y ambiental de la población de Puerto Eten. ● Determinar el caudal requerido para abastecer de agua a la población de Puerto Eten. ● Determinar la población futura hasta el 2029, de la población de Puerto Eten. ● Elaboración de planos para las lagunas de estabilización y el desarenador. 5 RESUMEN DE LECTURA MEJORES PRÁCTICAS PARA LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES EN MARRUECOS (POR PR. REDOUANE CHOUKRALLAH) 1. INTRODUCCIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Marruecos viene enfrentando una severa sequía durante los últimos veinte años; por lo tanto, era necesario que se encontraran soluciones al desafío de la gestión de los recursos hídricos. Se necesitaron grandes esfuerzos para complementar suministros de agua en condiciones de sequía y mayor crecimiento de la población. Debido a esto la reutilización de aguas residuales tratadas eran una gran opción. En las últimas tres décadas, el volumen anual de aguas residuales en Marruecos casi se ha triplicado, esperando que se alcance 900 millones de m³ en 2020. Actualmente solo el 25% de las aguas residuales recolectadas se someten a cualquier tratamiento. Tabla 1. Caracterización de los efluentes de aguas residuales en Marruecos Fuente: Sustainable Water Integrated Management (SWIM) - Support Mechanism (2013). 6 El Decreto de aplicación (N°2-97-875, 4 de febrero de 1998), indica que no se puede usar aguas residuales si no se reconocen previamente como aguas residuales tratadas. 2. IDENTIFICACIÓN DE LAS MEJORES PRÁCTICAS RELATIVAS A LA REUSIÓN DE AGUAS RESIDUALES EN MARRUECOS 2.1. Metodología La identificación de las mejores prácticas se basó en una extensa revisión de la literatura y reuniones con las partes interesadas. 2.2. Inventario Tabla 2. Tecnologías de tratamiento de aguas residuales y tipo de reutilización Fuente: Sustainable Water Integrated Management (SWIM) - Support Mechanism (2013) 3. IDENTIFICACIÓN DE LAS 3 MEJORES PRÁCTICAS EJEMPLARES EN REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES 3.1. CASO 1: SISTEMAS DE TRATAMIENTO NATURAL PARA LA IRRIGACIÓN SIN RESTRICCIÓN: FORRAJE, VERDURAS Y PRODUCCIÓN DE CULTIVOS DE ÁRBOLES FRUTALES UTILIZANDO AGUAS TRATADAS EN MARRUECOS DEL SUR 7 3.1.1. Criterios técnicos El sistema de tratamientos naturales en Tiznit entregó efluentes tratados aptos para uso en irrigación sin restricciones, siendo estos de bajo costo, fáciles de operar y mantener, integrándose en las políticas y estrategias nacionales de Marruecos. 3.1.2. Impacto a. Mayor reutilización de las aguas residuales para la agricultura sin restricciones y menor dependencia de agua dulce. b. Los agricultores han desarrollado proyectos agrícolas utilizando las aguas residuales tratadas, reduciendo la pobreza y el desempleo en Tiznit. 3.1.3. Viabilidad técnica a. Los sistemas de laguna son altamente confiables, de tratamiento natural siendo el único componente mecánico una bomba que se utiliza para suministrar agua a las tierras de la PTAR. b. El sistema demostró tener éxito en el suministro de agua de calidad adecuada para el riego, pudiendo ser replicado debido a su simplicidad. 3.1.4. Viabilidad financiera Reportada como financieramente factible. 3.1.5. Asequibilidad La principal variable a evaluar es el costo de la tierra y el costo de los recursos. 3.1.6. Desarrollo del caso El tratamiento de aguas residuales se encontró en la ciudad de Tiznit (zona sur de Marruecos). Ocupó una superficie de 39 Ha y operó por primera vez en 2006. El costo total de la planta fue de 4,8 millones de euros. Parte del costo (70%) fue 8 financiado por ONEP a través de una cooperación alemana (KFW) y el resto fue pagado por el municipio que ofreció el terreno. La región de Tiznit sufre de un estrés hídrico, por eso el tratamiento y reutilización de aguas residuales tratadas en la agricultura se presentó como solución clave. Entre los puntos favorables del proyecto, es que se encuentra en medio de un área adecuada para la agricultura, y que la estación opera todo el año sin la necesidad de almacenamiento; incluso cuando la lluvia es baja y las temperaturas son altas. Para la implementación de este proyecto, se tomaron varias medidas: Un comité de monitoreo fue creado por primera vez; liderado por la Delegación Provincial de Agricultura (DPA). La mayoría de los agricultores utilizaron el riego por goteo como una técnica para regar sus cultivos, debido a la calidad del agua y al bajo volumen de agua disponible. El gobierno subsidió el 100% del sistema de riego por goteo. Se invirtieron 1 millón de dólares estadounidenses en el proyecto de reutilización para bombear el efluente a las áreas irrigadas e instalar la red de riego. La planta de tratamiento fue diseñada para un flujo promedio de 4900 m3 para la primera fase y 5800 m3 para la segunda fase. La planta tiene cuatro cuencas anaeróbicas dispuestas en paralelo, cada cuenca tiene un volumen de 3 845 m3, una superficie de 960 m2 y una profundidad de 4 m. El tratamiento terciario contó con 3 cuencas de maduración dispuestas en serie, las cuales reducen los coliformes fecales a menos de 1000 CL / 100ml. La salinidad del efluente fue inferior a 2 dS / m, y es rico en nitrógeno y fósforo, lo que reduce el costo de los fertilizantes para la agricultores. El sistema de cultivo se basó en cultivos frutales, cereales, hortalizas y cultivos forrajeros. Cada agricultor tiene un medidor de agua y paga a la asociación una tarifa a fin de mes, estos ingresos permiten a la asociación pagar la electricidad y la operación y mantenimiento de la estación de bombeo; además se organizaron en asociaciones de irrigación agrícola para facilitar programas de concientización sobre las mejores prácticas para reutilizar las aguas residuales tratadas. 9 El servicio de extensión agrícola local brindó un gran apoyo a la difusión de las mejores prácticas para la reutilización de las aguas residuales tratadas y las precauciones para prevenir cualquier riesgo para la salud de los agricultores y los consumidores, así como para la protección del deterioro del suelo y las aguas subterráneas. Se estima que Tiznit, para el año 2020, reutilizará el 100% de las aguas residuales tratadas en el sector agrícola. Las aguas residuales procesadas traen nutrientes fertilizantes y ahorran insumos y aumentan el rendimiento de los cultivos. El éxito del proyecto, se refleja en el aumento de los ingresos por familia. Por lo tanto, se puede afirmar que, en términos de viabilidad financiera, estos proyectos han demostrado ser exitosos y sostenibles. Esta práctica exitosa podría ser replicada en otras regiones de Marruecos, así como para otros países mediterráneos, ya que tienen climas y necesidades de seguridad alimentaria similares. 3.2. CASO 2: REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA IRRIGAR LOS CAMPOS DE GOLF MARRAKECH: ASOCIACIÓN PÚBLICO-PRIVADA PARA EL FINANCIAMIENTO DE INFRAESTRUCTURAS DE REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES 3.2.1. Criterios técnicos La PTAR en Marrakech entregó efluentes tratados para uso en riego de campos de golf, esta PTAR a través de una Asociación Pública Privada entre el Estado y los operadores del golf, dando como resultado una mayor reutilización de las aguas residuales tratadas y una menor carga financiera para el Estado; integrándose así en las políticas y estrategias nacionales de Marruecos. 10 3.2.2. Impacto a. Mayor reutilización de aguas residuales para irrigar campos de golf y menor dependencia de agua dulce. b. La mayor disponibilidad de agua de riego a través del efluente tratado ha contribuido al desarrollo del turismo de golf en Marruecos. 3.2.3. Viabilidad técnica a. La financiación de la PTAR tiene éxito. b. El sistema de tratamiento es confiable, requiere experiencia media para la operación y el mantenimiento, también satisface la necesidad del sector público de tratar los efluentes y la necesidad de agua de riego por parte del sector turístico privado. 3.2.4. Viabilidad financiera Reportada como financieramente factible. 3.2.5. Asequibilidad Depende del uso del agua y del precio pagado por los operadores de los campos de golf en comparación con el precio del agua dulce. 3.2.6. Desarrollo del caso La planta está ubicada en el noreste de la ciudad de Marrakech, ocupó una superficie de 40 Ha y operó por primera vez en 2008 para la primera fase y 2012 para la segunda fase. El costo total de la planta fue de 3,72 millones de euros. Parte del costo (70%) fue financiado por el distrito de Agua RADEEMA y el Estado, los subsidios y el resto fueron pagados por las empresas privadas del campo de golf y el municipio ofreció el terreno. La región de Marrakech, presenta crecimiento en la urbanización, turismo, riego y la población sufrirá aumentos en la demanda de agua. Por lo tanto, una asociación entre 11 el Gobierno de Marruecos, la Junta Estatal de Marrakech (RADEEMA), los desarrolladores de campos de golf y turismo, y el municipio lanzaron un proyecto conjunto de tratamiento y reutilización de aguas residuales. Bajo este esquema, las aguas residuales tratadas (aproximadamente 90 720 m3 / día) se canalizarán para irrigar los campos de golf y el palmeral, así como los espacios verdes urbanos. Los procesos de tratamiento del proyecto se componen de lodos activados seguidos de un tratamiento terciario que utiliza filtración rápida, UV y desinfección con cloro. Este ejemplo demuestra el potencial del compromiso del sector privado en términos de financiamiento, así como en la construcción, operación y mantenimiento de infraestructura. Esto también demuestra que un sistema que utiliza una tecnología de tratamiento eficaz conduce a un efluente de buena calidad y recicla más de 30 millones de metros cúbicos de agua anualmente, y contribuye al aumento general de la reutilización de las aguas residuales, e involucra a los usuarios finales (gerente de campos de golf, municipio). El diseño y gestión de este proyecto, ha permitido el logro de un tratamiento y reutilización sostenible de las aguas residuales. La planta se construyó para dos fases, primero la fase de pretratamiento, tratamiento primario, tratamiento de lodos y recuperación de energía. Mientras que en la segunda fase se comenzó con el tratamiento terciario con UV y desinfección por cloración. Gracias a estos procesos, la planta trata 100000 m3 por día. La planta fue diseñada para crear energía eficiente, con la producción de biogás, generación eléctrica, generación de calor, entre otros. Además, que se presenta una optimización debido al ahorro en barriles de aceite. 12 3.3. CASO 3: MEJORES PRÁCTICAS DE POLÍTICA Y MARCO INSTITUCIONAL PARA LA REUSIÓN EN MARRUECOS 3.3.1. Criterios técnicos El tratamiento y la reutilización de las aguas residuales, incluyó la emisión de normas para el tratamiento, la descarga y la reutilización. Se desarrolló marcos institucionales y de políticas pertinentes relacionadas con el agua y otros, considerándose altamente efectivos y uno de los mejores de la región. 3.3.2. Impacto Los marcos normativos e institucionales aumentaron el uso de aguas residuales tratadas y redujeron la dependencia en el agua dulce. 3.3.3. Viabilidad técnica El desarrollo de un marco político e institucional no puedo ser evaluado técnicamente 3.3.4. Viabilidad financiera El retorno de la inversión de políticas y estrategias es una evaluación fue realizada después del período de aplicación 3.3.5. Asequibilidad Apoyo a los países que planean revisar sus marcos políticos e institucionales. 3.3.6. Desarrollo del caso El gobierno de Marruecos derivó la responsabilidad del suministro de agua a los municipios y a su vez la privatizó. La mayor amenaza para que se realice la reutilización de aguas residuales viene a ser la contaminación de aguas superficiales y subterráneas en las afueras de la ciudad, por más 13 que los reyes siempre hayan implementado políticas de protección al agua, esta no se cumple del todo. Para lograr el objetivo de reutilización del agua se trabaja conjuntamente con el Ministerio de agua y medio ambiente, salud pública y agricultura. El programa de irrigación con aguas residuales, actualmente cubre a 260 ciudades y le proporciona a 10 millones de habitantes, el programa está valorizado en 5 billones de dólares. La estrategia de agua marroquí: Este régimen fue aprobado en el 2009 para luchar contra la escasez de agua y sequías, inicialmente. Pero más tarde, se le dio un enfoque a promover el reutilizamiento del agua. Se necesitó que el programa de saneamiento de líquidos divida tres etapas estratégicas: un estudio de alcance, un estudio de viabilidad y un estudio detallado de implementación. Gracias a las tres etapas, se permite tener un rápida selección de proyectos realistas y viables como, por ejemplo, generar mayor conciencia para obtener apoyo público y superar la renuencia a reutilizar aguas residuales, gestionar de mejor manera la capacidad de los recursos hídricos, fomentar reutilizar el agua para regar céspedes, uso municipal de riego, reutilización por industrias, almacenamiento, y mejorar la coordinación de todos los actores involucrados en el proyecto. . Los elementos de estrategia y planes de acción: Esta estrategia de agua esta reforzada por el Plan Nacional para el Agua, incorporando las aguas residuales en el suministro global de recursos hídricos movilizados. Asimismo, examina el potencial general de la reutilización de las aguas a nivel nacional. Programa Nacional de Saneamiento (PNA): Contribuye a una planificación estratégica de la reutilización de aguas residuales mediante una amplia reflexión y únicamente como objetivo final de la protección y conservación de los recursos. Fondo de Saneamiento y Residuos Líquidos (FALEEU): Este fondo es administrado por el Ministerio del Interior para ser utilizado por municipios dentro de la urbe y municipios rurales, entregándolo como un préstamo con una tasa financiera muy baja para promover la inversión en la red alcantarillado y en el tratamiento de aguas. 14 Opciones de Políticas basadas en el análisis costo-beneficio: Los proyectos de reutilización de aguas residuales en Marruecos se centran en cuatro componentes: agroindustria, paisaje, reutilización de aguas para la industria y capacidad institucional. El componente agrícola apunta a desarrollar un mayor número de sitios muy cercanos a las plantas de aguas residuales, involucrando a los usuarios finales, como la asociación de agricultores, para alcanzar la sostenibilidad. El componente paisajístico estableció sitios en diversas ciudades como Marruecos, Agadir, Ben Slimane, Essaaouira, para promover el uso de aguas residuales en el riego de campos de golf, jardines urbanos, etc. Mientras que el componente industrial apunta a las industrias con uso de fosfatos para fomenta la conservación de recursos, reducción de la contaminación y promoción del medio ambiente. Para el componente institucional se generan campañas y enseñanzas para sensibilizar a la población hacia la aceptación de la reutilización del agua residual. Además, de promover la intervención de entidades gubernamentales y la participación pública. Actualmente, Marruecos produce 700 millones de metros cúbicos de agua con 360 000 toneladas de materia orgánica, y 43% de esa cifra proviene de las ciudades costeras. Se prevé que para el 2020 llegue a los 900 millones de mtros cúbicos. En el 2011 Marruecos solamente contaba con 62 plantas de tratamiento, de las cuales 40 poseían un nivel secundario de tratamiento y 16 un nivel terciario, lo que indica que gran parte del agua residual solo se trataba hasta un primer nivel. Mejora del marco legal: Las bases legales para la reutilización de aguas residuales son apropiadas y acorde a la actividad; sin embargo, el problema se encuentra en la implementación eficiente de ellas. La problemática podría deberse a que existen demasiados textos con leyes que son incluso contradictorias y que fueron diseñadas para responder a las necesidades de tan solo una gestión de recursos. Por ello, ya está en proceso la remediación de la ley del agua de 1995. Por lo tanto, la medida de revisión es más exhaustiva por lo que cada decreto ley se revisa cada 10 años o cada vez que la situación lo demande, para ver si es oportuno una actualización, anulación o remediación. Un par de 15 las recientes modificaciones fueron: Artículo (54): restringe la eliminación de aguas residuales sin tratar al medio ambiente, y Artículo (52): impone un permiso previo para la eliminación y descargue de las aguas residuales. Normas y directrices marroquíes para la reutilización: Es necesario que Marruecos establezca estándares basados en datos acumulados de experimentos piloto y experiencias de otros países, así como recomendaciones y lineamientos internacionales, según el Concejo Superior de Agua y Clima. Las normas y directrices de Marruecos están conjuntamente establecidas por el Ministerio de equipamiento y el ministerio de agua y medio ambiente, además de haber adoptado plenamente lo admitido por la Organización Mundial de la Salud y la Alimentación y la Agricultura. Por lo tanto, esta nación cumple con las siguientes parámetros: Tabla 3. Parámetros y sus valores límites. Fuente: Sustainable Water Integrated Management (SWIM) - Support Mechanism (2013). El gobierno marroquí ha adaptado las directrices para su funcionamiento local. De hecho, los niveles aceptados darán incentivos para una mejora en las aguas residuales y su calidad a largo tiempo. Se incluirán opciones viables basadas en diferentes niveles de tratamiento para sus diversos usos como, el uso para cultivos alimentarios y no alimentarios, paisajismo 16 y recarga de agua subterránea. Todos estos usos han sido medidos de acuerdo a la aceptación social marroquí. 3.3.6.1. Recuperación de Costos tarifa por uso de aguas residuales La eficiencia de los operadores: Mejorar el desempeño de los operadores al reducir los costos operativos que generan mayores flujos de caja por saneamiento. Iniciar medidas a corto plazo comenzando con el establecimiento de marcado de subvenciones nacionales y condicionales para ser eficientes. Se agregará un pago extra para el consumidor contaminador de 2 dírham a 3.5 dírham para el 2020. Tasas por la reutilización de aguas residuales: No existe ninguna tasa ni procedimiento formal para las aguas residuales. En verdad, los contratos son netamente bilaterales entre productores de agua tratada y los clientes o usuarios. Un ejemplo, es el caso del productor de agua tratada RAMSA, RADEMA y el dueño del campo de golf en Agadir y Marruecos, su acuerdo es de 11 euros por metro cúbico de agua. 3.3.6.2. Marco Institucional para recursos hídricos no convencionales Organización y agencias involucradas en la gestión de las aguas residuales tratadas: El poder sobre la gestión de aguas residuales fue descentralizado hacia las municipalidades de cada región. Por ello, se dio la creación de múltiples entidades separadas del gobierno para definir claros objetivos comerciales para los productores de agua tratada. Asimismo, se elaboró un régimen de monitoreo riguroso e independiente que permita el asesoramiento continuo y comparaciones comparativas con otros productores. Muchos centros urbanos delegaron responsabilidades a los operadores especializados en reutilización de aguas residuales y hoy en día se convierte en un mercado muy valorizado con un 38% de concesionarios privados, ONEP con un 28% de la cuota del mercado y Regis con un 31%. 17 La Junta Nacional de Agua Potable (UNAP): Esta es una asociación de agua financieramente autónoma que juega un papel importante en la planificación y ejecución del objetivo estratégico del gobierno. Produce un 80% del suministro de agua a granel en el país, proporciona un servicio de agua al por menor y servicios de saneamiento a ciudades medianas y pequeñas y, actualmente, es responsable de del desarrollo del abastecimiento de agua rural. Sin embargo, n un esfuerzo por consolidar aspectos técnicos, financieros y gerenciales, ONEP tomó la responsabilidad de producir el agua a granel. Desde el 2004, la ONEP se encarga de cumplir el objetivo gubernamental. Concesiones privadas para la distribución de agua y saneamiento: En 1997 se creó la primera concesión para la distribución de agua y alcantarillado, y sorprendió a la población anunciando su servicio de electricidad entre Casablanca, Mohammedia y LYDEC. En 1999, otra concesión siguió a la anterior por negociación para Rabat y el área metropolitana de la capital de ventas y por licitaciones competitivas en Tánger y Tetúan en 2002. Modelos de Financiación para el tratamiento y reutilización de aguas residuales en Marruecos: Usualmente, las juntas recurren a préstamos con bancos nacionales e internacionales para completar el financiamiento de proyectos (70% de los costos de proyectos para ciudades de más de 50,000 habitantes y 50% de los costos para ciudades con menos de 50,000 habitantes). El resto de la financiación vendrá de los usuarios por tarifas que aumentarán desde un promedio de 2 dírhams a 3.5 dírhams para el 2020. Tabla 4. Modelo financiero para el tratamiento y reutilización de aguas residuales. Fuente: Sustainable Water Integrated Management (SWIM) - Support Mechanism (2013). 18 3.3.6.3. Protección ambiental y social para la reutilización de aguas residuales tratadas. La educación de salud dirigida es la medida más realista, rentable y eficiente para aplicar en Marruecos y reducir los riesgos de salud por aguas residuales. Los políticos de Marruecos están convencidos que la reutilización de las aguas residuales es una realidad que debe ser aceptada. Lo usuarios muchas veces tienen el miedo persistente pero se les entrega información sobre sobre la seguridad alimentaria por ello permiten que el agua sea usada para la agricultura, además de riego para campos de golf y poco a poco para lavado de autos, desarrollo urbano y paisajístico (lagunas, lagos y carreteras) y para procesos industriales pero aun no la aceptan como suministro de agua potable. Actividad de comunicación, sensibilización y desarrollo de actividades: Por medio de entrenamientos con el centro de capacitación de la ONEP para realizar actividades claves que fomenten la confianza. Los mismos participantes y usuarios pueden brindar información y testimonios como los agricultores, ya que ellos mantienen procesos de selección de cultivos según el agua residual tratada, y usan botas y vestimenta de protección. Por otro lado, se debe informar a los consumidores sobre el lavado adecuado además de una cocción correcta de los peces y escaldado de vegetales. Asimismo, las ONGS y los medios de comunicación juegan un rol importante en este ejercicio de afianzamiento de confianza. Talleres de trabajo: Realizar varios talleres sobre las experiencias locales con el agua tratada y sobre las directrices del uso seguro de esta agua no convencional. Para este taller se juntaron el Ministerio de agua y medio ambiente con diversas universidades como Univ Caidi Ayad, Univ Ibno Zohr, el instituto de agronomía y la veterinaria Hassan. 3.3.6.3. Factores que impiden la implementación de estrategias de la reutilización de agua residual en Marruecos A pesar de haber logrado un gran avance y esfuerzo con las políticas, todavía se necesita desarrollar los aspectos organizativos con el fin de mantener un seguimiento en los estándares de calidad. En algunos casos la salida de los sistemas de tratamiento de agua 19 residual no cumple con el estándar requerido debido a que no se sigue el procedimiento exacto o porque carecen de personal calificado para el control del tratamiento. En zonas diferentes de Marruecos se necesita personal capacitado que monitoree adecuadamente el proceso, pero también se generan problemas por los costos altos que presupone el monitoreo. Además, se debe introducir información sobre los procesos y resultados que se llevan a cabo en estas plantas a la población directamente relacionada, y advertir acerca de averías que puedan ocurrir. 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Es definitivo que Marruecos necesita el apoyo político para los proyectos de reutilización de aguas residuales; sin embargo, está muy claro que el compromiso debe venir de ambas partes, tanto los productores como consumidores. Todo gobierno mediterráneo debería concentrarse en la planificación de la demanda de reutilizar proyectos, y un buen ejemplo es la asociación desarrollada entre el campo de golf de Agadir y Marrakech en Marruecos y las agencias de agua en esas ciudades, para suministrarles aguas residuales tratadas de forma continua. Esta demanda de efluentes tratados se debe a la escasez de este recurso en Marrakech, y a la alta salinidad de las aguas subterráneas en el área de Agadir. Los países mediterráneos también deben desarrollar una plataforma de difusión de las lecciones aprendidas sobre las instalaciones existentes en la región, para conducir una mejor información sobre los beneficios económicos y financieros. El compromiso con la reutilización de aguas residuales debe formar parte de la política de agua proclamada y en cada estrategia de todas las regiones mediterráneas. La falta de organización del sector debe ser examinada seriamente para identificar la institución apropiada para implementar normativas y desarrollarlas siempre siguiendo el fin de preservar el medio ambiente y proteger la salud del consumidor. La asociación pública privada en el tratamiento y reutilización de aguas residuales debe ser alentada. El acuerdo contractual entre entes privados y el gobierno, ya sea central o 20 subnacional, para proporcionar un servicio más eficiente y a un menor costo, para que sea más accesible, por ello es necesario cumplir con los siguientes atributos para un marco sostenible entre público privado: a) Los roles deben estar claramente definidos y los incentivos deben ser coherentes y realistas internamente. Cuando las compensaciones financieras estén en conflicto, deben ser sumamente explicitas. b) Los riesgos deben asignarse a la parte más acorde y capaz de gestionarlos. c) Los acuerdos de terceros deben utilizarse para responsabilizar a la parte correcta, además de convertir los cargos implícitos a explícitos. d) Los acuerdos deben ser extensos y exigidos por un marco normativo transparente. e) Debe existir un equilibrio de poder adecuado, ninguna parte debe tener un poder extremadamente abrumador. f) Cada situación es única, por lo tanto, requiere su propia evaluación y adaptación de modelos estándar PPP. DESCRIPCIÓN DEL DISTRITO ASPECTO SOCIAL Puerto Eten es uno de los distritos de la provincia de Chiclayo, región Lambayeque, con una población de alrededor de 2300 personas. En adición a ello, el grado de instrucción como región, en el mismo año, para las personas de 25 años a más, corresponde a un promedio de 9.7 años de educación, un punto importante para desarrollar todo proyecto que implique el uso de los recursos naturales de un espacio del territorio, y donde es importante la participación ciudadana.(INEI, 2017) Sin embargo, los programas, bajo el fin de permitir el desarrollo social, se vienen realizando con el trabajo en conjunto del gobierno local y regional, el cual busca el bienestar de la población vulnerable.(Gerencia Regional de Programas Sociales, 2016) 21 Imagen 1.Taller de capacitación “Articulación Intergubernamental para el Desarrollo Social del Distrito Puerto Eten” FUENTE: Gerencia Regional de Programas Sociales, 2016 ASPECTO AMBIENTAL MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS La generación de los residuos sólidos municipales en el país ha experimentado en los últimos años un incremento significativo, asociado al crecimiento económico y demográfico del país. Puerto Eten no se aleja de esta realidad porque diariamente se calcula que la generación per cápita de residuos es para el año 2012 de 0.45 Kg por habitante. (PIGARS, 2012) 22 Tabla 5. Generación de residuos sólidos domiciliarios (ton/día). Fuente: PIGARS, 2012. A comparación con otros distritos, Puerto Etén genera una cantidad mínima de residuos sólidos domiciliarios de 1.04 ton/día y con una proyección para el 2022 de 1.23 ton/día. Tabla 6. Generación de residuos sólidos no domiciliarios (ton/día). Fuente: PIGARS, 2012. 23 Puerto Eten, como en el anterior gráfico, muestra una cantidad pequeña de generación de residuos sólidos municipales no domiciliarios, incluso menor a la expuesta previamente. Esto se debe a que no posee tanta población como otros distritos más centralizados. Para el 2012, Puerto Eten produjo 84 toneladas de residuos sólidos, de este tipo, al año. Se proyecta que para el 2022 la cifra de tonelada anual será de 100. Tabla 7. Composición Física Promedio de los Residuos Sólidos Domiciliarios Fuente: PIGARS, 2012. Existe una fórmula capaz de calcular la composición de residuos sólidos y clasificarlos por su tipo. Esta tarea es muy importante porque al reciclar y clasificar los residuos sólidos se alarga la vida de los rellenos sanitarios y se crea una cultura ambientalmente amigable. Fórmula de Composición Porcentaje (%) = Pc x 100 / PT Pc = Peso de cada componente en los residuos sólidos (plástico, vidrio, metal, etc.) PT= Peso total de los residuos sólidos recolectados en el día. Puerto Eten es un distrito con grandes oportunidades turísticas, es por eso que la municipalidad se encarga de conseguir voluntarios para limpiar playas y zonas más contaminadas. 24 Imagen 2. Voluntarios de la municipalidad de Puerto Eten para el recojo de residuos sólidos. Fuente: PIGARS, 2012. En muchas ocasiones el personal no es voluntario y este ejercicio de recolección tiene como modalidad a personal contratado y personal eventual. Este personal carece del servicio de atención de salud, no tienen vacunas ni son capacitados en manejo de residuos sólidos. Como se aprecia en la imagen el personal no posee la indumentaria adecuada, ya que no usan mascarillas, ni botas, y están realizando la actividad sin guantes. En Etén vienen implementando el programa de recojo y reciclaje con el apoyo de una asociación civil, promocionando el desarrollo de microempresas de recicladores. Tabla 8. Distribución de los residuos sólidos a sus botaderos designados. Fuente: PIGARS, 2012. 25 Imagen 3. Botadero Villa el Milagro. Fuente: PIGARS, 2012. Hasta hace algunos años Puerto Eten utilizaba al botadero de Santa Rosa para su disposición, pero el día de hoy nuestro distrito estudiado realiza la descarga de sus residuos sólidos en el botadero Villa el Milagro. VALOR PAISAJÍSTICO Y ECOSISTÉMICO Cuando se habla de Puerto Eten se piensa en su gran valor paisajístico y ambiental que posee. Es un distrito costero que se encuentra con el océano pacífico, el cual es el hogar y recipiente de millones de especies que inician y forman parte de la cadena trófica, además que alimenta a la población e impulsa a su economía por medio de la comunidad pesquera. ASPECTO ECONÓMICO PESQUERÍA Perú es un país pesquero que se posiciona como el segundo con más desembarques después de China. Asimismo, el departamento de Lambayeque y en la provincia de Chiclayo se practica mucho la pesca artesanal porque es su principal actividad económica. Los principales centros de desembarque de Chiclayo son la Caleta de San José, Santa Rosa, Puerto Pimentel y el distrito de Puerto Eten. 26 Debido a que Puerto Eten es esencial para la economía del distrito, provincia y departamento, se mantiene bajo la mira de las autoridades, por lo tanto, recientemente se tomó el muelle para hacer actualizaciones y asegurar la zona con nuevo alumbrado, se instalaron 40 farolas en el muelle en un espacio de 800 metros entre ellas. Este motivo de seguridad benefició a 400 pescadores del distrito que podrán realizar sus actividades pesqueras en horas altas de la madrugada. Diariamente en Puerto Eten se extraen 10 toneladas de pescado, y toda esa dinámica beneficia a los pescadores mayoristas, minoristas, transportistas y estibadores. Pero no siempre fue así, anteriores años se extraía solamente 2 o 3 toneladas. Esto cambió con el evento climatológico Fenómeno del Niño ya que no solo aumentó la cantidad de especies, sino que también su variedad. Gracias a los nuevos y variados productos hidrobiológicos 200 familias han mejorado su condición económica. Imagen 5. Caballa y bonito se extraen en grandes cantidades en Puerto Eten. Fuente: RPP, 2016. TURISMO MUELLE Y MALECÓN DE PUERTO ETEN Cuando se habla de Puerto Eten se piensa en su gran valor paisajístico y ambiental que posee. Es un distrito costero que se encuentra con el océano pacífico, el cual es el hogar y recipiente de millones de especies que inician y forman parte de la cadena trófica, además que alimenta a la población e impulsa a su economía por medio de la comunidad pesquera. Ello, sin considerar la estación de ferrocarril, ubicada en este distrito que años atrás era el medio para el traslado al puerto, 27 de la azúcar producida en la región, dada la distancia que este medio de transporte abarcaba. (MINCETUR, 2019) Imagen 6. Playa Puerto Eten. Fuente: MINCETUR, 2012. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES UBICACIÓN Imagen 6: Imagen Satelital del distrito de Puerto Eten. Fuente: CENEPRED,2019 28 Imagen 7: Imagen Satelital de la localización de las lagunas de estabilización para el distrito de Puerto Eten. Fuente: CENEPRED,2019 El desarenador y las lagunas de estabilización estaran localizadas cerca de la carrertera Panamericana Norte, ademas de la carreta 119. Cerca y accesible para llegar a la población de Puerto Eten. Imagen 8: Ubicación del distrito y de las estructuras para la gestión de efluentes PUERTO ETEN PTAR: Desarenador y Lagunas 29 Imagen 9: Ubicación de la fuente de agua para la dotación a la población En la Imagen 9, se muestra que la fuente de agua para su tratamiento será el Río Chancay, del cual se extraerá la dotación de agua necesaria para abastecer a Puerto Eten. DIMENSIONES DEL DESARENADOR PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN PARA EL DISTRITO DE PUERTO ETEN Para la proyección de la población se utilizó la siguiente formula: 𝑃𝑓 = 𝑃𝑎 × (1 + 𝑟)𝑡 Donde: Pf = Población futura Pa = Población actual r = tasa de crecimiento anual t = tiempo en años 𝑃𝑓(2029) = 2342 × (1 + 0.056)12 𝑃𝑓 (2029) = 4504 30 Nota: El número de población actual en el distrito de Puerto Eten y la tasa de crecimiento anual (%) fue obtenido en el libro “Perú: Crecimiento y distribución de la población, 2017”, por el INEI mediante el Censo Nacional realizado en el 2017. DEMANDA DE AGUA PARA EL DISTRITO DE PUERTO DE ETEN Para poder determinar el caudal, se utilizara la siguiente formula, además la estimación de consumo per cápita para la población futura. Ayuda a tener un servicio de agua eficiente y continuo. 𝑄𝑚 = 𝑃𝑓 × 𝑑 86400 𝑠/𝑑𝑖𝑎 Donde: Qm =Consumo promedio diario anual (Lt/s) Pf = Población futura (habitantes) d =Dotación de agua por número de habitantes (Lt/hab.día) 𝑄𝑚 = 200𝐿 ℎ𝑎𝑏. 𝑑í𝑎 𝑠 86400 𝑑í𝑎 4504 ℎ𝑎𝑏 × 𝑄𝑚 = 10.43 𝐿/𝑠 NOTA: Para el valor de la dotación de agua por número de habitantes, se obtuvo del documento “Sistema Nacional de Estándares de Urbanismo-Propuesta Preliminar”, 2011. Realizado por el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú. Luego se halló el Qmd y el Qmh para dimensionar el desarenador. 𝑄𝑚𝑑 = 1.3 × 𝑄𝑚 Este caudal es para el agua que ingresa a la PTA Donde: Qmd =Consumo máximo diario (Lt/s) 31 10.43𝐿𝑡 𝑠 13.56𝐿𝑡 𝑄𝑚𝑑 = 𝑠 𝑄𝑚𝑑 = 1.3 × NOTA: Se suele considerar entre 120% y 150% del Qm, pero se recomienda el valor de 130% 𝑄𝑚ℎ = 1.5 × 𝑄𝑚 Este caudal es para la distribución de agua a la población Donde: Qmh= Consumo máximo horario 10.43𝐿𝑡 𝑠 𝐿𝑡 𝑄𝑚ℎ = 15.65 𝑠 𝑄𝑚ℎ = 1.5 × DIMENSIONAMIENTO DE UN DESARENADOR PARA EL DISTRITO DE PUERTO ETEN Datos: Caudal de conducción (Q)= 13.56Lt/s o 0.01356 m3 /s Altura del canal de ingreso (h)= 0.214 m Tirante del agua en el canal de ingreso(y)= 0.15 m Ancho de sección del canal de ingreso (b)= 0.13 m Angulo de divergencia de transición (ß)= 12.30 º Velocidad longitudinal en el desarenador (V)= 0.20 m/s Diámetro mín. de las partículas a decantar (Ø)= 0.20 mm Ancho desarenador en relación altura de agua (B) = 2 H= 0.36m Coeficiente de seguridad (C)= 2 La altura de sedimentos: 0.036m 32 Nota: Se regularon las medidas de h, y, b y la altura de sedimentación en función a los resultados de la altura de las aguas (H) y ancho del desarenador (B). Utilizando regla de tres simple para hallar las proporciones Cálculos: Paso 1: La altura de las aguas (H): La altura de las aguas se consigue usando la ecuación de continuidad: 𝑄 = 𝑉×𝐵×𝐻 Donde: Q: Caudal de conducción V: Velocidad longitudinal en el desarenador B: Ancho desarenador en relación altura de agua H: Altura de las aguas 0.01356𝑚3 = 0.20𝑚 × 2𝐻 × 𝐻 𝑠 0.18 = 𝐻 Luego, el ancho del desarenador resulta ser B =0.36m. NOTA: El ancho del desarenador es el doble de la altura de las aguas, por lo tanto para hallar ese dato H se multiplico por 2. Paso 2: Velocidades de sedimentación (W) La velocidad de sedimentación (W) es calculado por Arkhangelski (1935) en función del diámetro de las partículas a decantar (Ø). En nuestro caso es Ø= 0.20mm, por ende W= 2.160 cm/s o 0.0216 m/s. Paso 3: La longitud del desarenador (L) Según la ecuación de Stokes y tomando la expresión de Sokolov para el componente normal de turbulencia u=1.52 W, resulta la siguiente ecuación: 33 𝐿 = 1.15 × 𝐶 × ℎ × 𝑉 𝑊 Donde: L = Longitud del desarenador C =Coeficiente de seguridad h = Altura del canal de ingreso V = Velocidad longitudinal en el desarenador W = Velocidades de sedimentación 0.20𝑚 𝑠 𝐿 = 1.15 × 2 × 0.214𝑚 × 0.0216𝑚 𝑠 𝐿 = 4.55𝑚 PLANOS DEL DESARENADOR LESLYE, AQUÍ PONES LA FOTO DEL DESARENADOR Y SUS RESPECTIVAS VISTAS 34 DOSIFICACIÓN COAGULANTES La cantidad de cloruro férrico en kg/mes y Lt/mes para tratar el agua que ingresa a la PTA. Datos: La densidad del cloruro férrico: 1.42g/cm Dosis de coagulante: 18ppm o 18gr/m3 Caudal de tratamiento: 0.01356 m3 /s Cálculos: Paso 1: La cantidad de cloruro férrico en kg/mes 0.01356𝑚3 18𝑔𝑟 3600𝑠 1𝐾𝑔 24ℎ 30𝑑í𝑎𝑠 633.6𝑘𝑔 × × × × × = 3 𝑠 𝑚 1ℎ 1000𝑔𝑟 1𝑑í𝑎 1𝑚𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑠 Al mes se va a utilizar 633.6 kg del coagulante cloruro férrico Paso 2: La cantidad de cloruro férrico Lt/mes 633.6𝐾𝑔 𝑚𝑒𝑠 = 446.19𝐿𝑡 𝑘𝑔 𝑚𝑒𝑠 1.42 𝐿𝑡 Al mes se obtiene un volumen de cloruro férrico a dosificar de 446.19Lt CLORO Hipoclorito de calcio: Para poder obtener el volumen de agua, de la disolución en litros, que será agregada a la masa de hipoclorito de calcio sólido. Se utiliza la siguiente formula: 35 𝑉𝑑 :% × 𝑃 𝐶𝑓 Donde: Vd =Volumen del agua de la disolución (L) % =Porcentaje de cloro activo en el producto P =Peso en solido de hipoclorito de calcio (Kg) Cf =Concentración esperada de la solución diluida (kg/L) 𝑉𝑑 = 0.7 × 1𝑘𝑔 0.02𝑘𝑔/𝐿𝑡 𝑉𝑑 = 35𝐿𝑡 Nota: Para el porcentaje de cloro activado se utilizó la ficha técnica de la empresa peruana ARIS industrial que la norma técnica peruana NTP 311.091-1997, donde especifica el porcentaje de cloro que lleva el producto Hipoclorito de Calcio. Para calcular la cantidad a dosificar de cloro, se utiliza la siguiente fórmula para soluciones líquidas: 𝑀= 𝐷×𝑄 𝐶 Donde: M =Cantidad de cloro a dosificar (gr/mh) D =Dosis de cloro (gr/Lt) Q =Caudal del agua a tratar (Lt/h) C =Concentración de la solución 2𝑚𝑔 13.56𝐿𝑡 3600𝑠 ×( 𝑠 × ) 𝐿𝑡 ℎ 𝑀= 2000𝑚𝑔/𝑙 𝑀= 48.8𝐿 24ℎ 30𝑑í𝑎𝑠 35147.52𝐿𝑡 × × = ℎ 𝑑í𝑎 𝑚𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑠 36 Nota: En la dosis de cloro (gm/Lt), se utilizó el valor 2mg/l, valor recomendado por el Ministerio de salud pública y asistencia social de Guatemala. Finalmente se determinó la cantidad de hipoclorito de calcio en kilogramos por mes. Se empleó el caudal que es nuestro flujo de agua. 13.56𝐿𝑡 60𝑠 60𝑚𝑖𝑛 24ℎ 30𝑑í𝑎𝑠 35147520𝐿𝑡 × × × × = 𝑠 𝑚 1ℎ 𝑑í𝑎 𝑚𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑠 Después, se sabe por especificaciones del producto, que el porcentaje de cloro activo es de 70%. En cada kilogramo de hipoclorito de calcio tiene 70% de cloro activo. 700𝑔 + 𝑥 = 1𝐾𝑔 𝑥 = 1.429𝐾𝑔 𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 𝑘𝑔𝐶𝑙 A continuación, se sabe que la dosis de cloro es de 2mg/l, es un valor recomendado. 35147520𝐿𝑡 2𝑚𝑔 1𝑔𝑟 1𝑘𝑔 𝐾𝑔𝑐𝑙 × × × = 70.29 𝑚𝑒𝑠 𝐿𝑡 1000𝑚𝑔 1000𝑔𝑟 𝑚𝑒𝑠 70.29𝑘𝑔𝐶𝑙 1.429𝑘𝑔𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 100.44𝑘𝑔𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 × = 𝑚𝑒𝑠 𝐾𝑔𝐶𝑙 𝑚𝑒𝑠 Se necesita 100.44 kilogramos de hipoclorito de calcio al mes. 37 DIMENSIONES DE LAS LAGUNAS Caudal a usar = 13.56 𝐿 𝑠 1𝑚3 × 1000𝐿 = 0.01356 𝑚3 /𝑠 Las lagunas de estabilización para el tratamiento de las aguas residuales del distrito de Puerto Eten serán 3: 1) Laguna anaeróbica, 2) Laguna facultativa y 3) Laguna de maduración. Para su construcción y dimensionamiento, será necesario calcular primero la cantidad de agua residual generado por el distrito: para ello se necesita el caudal de agua que la población necesita (Qmd), el cual para el distrito de Puerto Eten es de 0.01356 m3/s. A continuación, se necesita calcular el volumen de agua residual generado por la provincia, el cual corresponde a un porcentaje del Qmd. Para obtener dicho factor, se tomará como referencia la información proporcionada por la Universidad de las Américas Puebla (s.f), la cual indica que el caudal de agua residual generada por una población se encuentra entre un 60 y 70% del caudal de dotación (Qmd). Por lo tanto, se empleará una media, siendo 65% el porcentaje a emplear. 𝑉𝑟 = 𝑓 × 𝑄𝑚𝑑 Donde: Vr = Volumen de agua residual f = Coeficiente de generación de agua residual Qmd = Consumo máximo diario 𝑉𝑟 = 0.65 × 0.01356𝑚3 𝑠 𝑉𝑟 = 0.008814 𝑚3 /𝑠 Una vez hallado el volumen de agua residual, se proseguirá con el dimensionamiento de las lagunas de estabilización: 38 1.- Laguna anaeróbica: Paso 1: Cálculo de la carga volumétrica (CVA): CVA = 20 × T − 100 Donde T = temperatura del mes más frío (ºC) NOTA: Para Puerto Eten, se usará el dato obtenido en el Boletín Agrometeorológico en CAPSICUM (Senahmi, 2017) para el mes de setiembre en el distrito de Olmos. CVA = 20 × 14.5 − 100 = 190 gDBO/𝑚3 Paso 2: Cálculo del volumen de la laguna: 𝑉𝐴 = 𝐷𝐵𝑂 × 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝐶𝑉𝐴 Donde: VA = volumen de la laguna DBO = concentración inicial del DBO en el afluente (mg/L) Qmed = Vr = Volumen de agua residual (𝑚3 /𝑑í𝑎) NOTA: Para el DBO inicia, se utilizará la información propuesta por la Sunass (2015), quienes establecen que a falta de data de este parámetro, se asumirá una concentración de 250 mg/L 𝐷𝐵𝑂 × 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝐶𝑉𝐴 0.008814𝑚3 86400𝑠 250𝑚𝑔/𝐿 × × 𝑠 1𝑑í𝑎 𝑉𝐴 = 190𝑔𝐷𝐵𝑂/𝑚3 𝑉𝐴 = 1002.01 ≈ 1002𝑚3 𝑉𝐴 = Paso 3: Cálculo de la cantidad de lodos anual (VL): 𝑉𝐿 = 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑟 𝑐á𝑝𝑖𝑡𝑎 × 𝑁º 𝑑𝑒 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑜𝑠 𝑉𝐿 = 40𝐿 × 4504 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 × 𝑎ñ𝑜 39 180160𝐿 1𝑚3 𝑉𝐿 = × = 180.16𝑚3 𝑎ñ𝑜 1000𝐿 Paso 4: Cálculo de las dimensiones -La profundidad de la laguna será de 4m -La profundidad para los lodos será de 0.75m Á𝑟𝑒𝑎 = Á𝑟𝑒𝑎 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1002 + 180.16 = 248.88𝑚2 4 + 0.75 -Relación L/W = 5 (por lo tanto: L= 5W) Á𝑟𝑒𝑎 = 𝐿 × 𝑊 Á𝑟𝑒𝑎 = 5𝑊 × 𝑊 Á𝑟𝑒𝑎 = 5𝑊 2 Á𝑟𝑒𝑎 𝑊=√ 5 𝑊=√ 248.88 = 7.1𝑚 5 𝐿 = 5𝑊 = 5 × 7.1 = 35.5𝑚 -Por lo tanto, las dimensiones son: 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 × 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 × 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 35.5𝑚 × 7.1𝑚 × 4.75𝑚 Paso 5: Cálculo del tiempo de retención hidráulica (TRH): 𝑇𝑅𝐻 = 𝑇𝑅𝐻 = 𝑉𝐴 𝑄𝑚𝑒𝑑 1002 = 1.32 𝑑í𝑎𝑠 761.53 40 2.- Laguna facultativa: Para dimensionar esta laguna, es necesario primero calcular el DBO inicial, el cual se vio reducido a la mitad en la anterior laguna: 𝐷𝐵𝑂 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0.5 × 𝐷𝐵𝑂(𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎 𝑎𝑛𝑎𝑒𝑟ó𝑏𝑖𝑐𝑎) 𝐷𝐵𝑂 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0.5 × 250 = 125𝑚𝑔/𝐿 Paso 1: Cálculo de la carga orgánica (Cs): 𝐶𝑠 = 250 × 1.085𝑇−20 𝐶𝑠 = 250 × 1.08514.5−20 𝐶𝑠 = 159.62 𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂/ℎ𝑎 ∗ 𝑑í𝑎𝑠 Paso 2: Cálculo del Área de la laguna 𝐷𝐵𝑂 × 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝐶𝑠 × 1000 125𝑚𝑔/𝐿 × 761.53𝑚3 /𝑑í𝑎𝑠 𝐴= 159.62 𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂/ℎ𝑎 ∗ 𝑑í𝑎𝑠 × 1000 10000𝑚2 𝐴 = 0.59 ℎ𝑎 × = 5900𝑚2 1 ℎ𝑎 𝐴= Paso 3: Cálculo del volumen de la laguna: NOTA: La profundidad será considerada como 2 metros 𝑉 =𝐴×ℎ 𝑉 = 5900 × 2 = 11800𝑚3 Paso 4: Cálculo de las dimensiones: -La relación L/W = 5 Á𝑟𝑒𝑎 𝑊=√ 5 5900 𝑊=√ = 34.35𝑚 5 41 𝐿 = 5𝑊 = 5 × 34.35 = 171.75𝑚 -Por lo tanto, las dimensiones son: 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 × 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 × 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 171.75𝑚 × 34.35𝑚 × 2𝑚 Paso 5: Cálculo del tiempo de retención (t): 𝑡= 2×𝐴×ℎ 2𝑄 − 0.001 × 𝐴 × 𝑒 Donde “e”= Tasa de evaporación neta en días -Para hallar “e”, se necesita datos de la evaporación anual y la precipitación anual, los cuales fueron obtenidos del Proyecto INDECI-PNUD para Ciudades Sostenibles (INDECI, 2003) y de Stive, P. (s.f): 𝑒 = 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 − 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 1081𝑚𝑚 = 2.96𝑚𝑚 365 2 × 5900 × 2 𝑡= 2 × 761.53 − 0.001 × 5900 × 2.96 𝑒 = 1099𝑚𝑚 − 18𝑚𝑚 = 𝑡 = 15.67 𝑑í𝑎𝑠 3.- Laguna de maduración: En esta laguna, el afluente ingresará con un DBO reducido a la mitad por la laguna de estabilización, para que una vez terminado el tiempo en la laguna de maduración, el DBO del efluente resultante se haya reducido en un 65% (DBO final = 40.63 mg/L, el cual cumple con estar por debajo del LMP, que es de 100 mg/L). Paso 1: Cálculo del área: 𝐴= 𝑄𝑚𝑒𝑑 × 𝑡 ℎ 42 Donde: t = tiempo de retención hidráulica (9.5 días) h = profundidad (1.5m) 𝐴= 761.53 × 9.5 1.5 𝐴 = 4823.02 ≈ 4823𝑚2 Paso 2: Cálculo de las dimensiones: -Relación L/W = 2 Á𝑟𝑒𝑎 𝑊=√ 2 4823 𝑊=√ = 49.11𝑚 2 𝐿 = 2𝑊 = 2 × 49.11 = 98.22𝑚 -Por lo tanto, las dimensiones son: 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 × 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 × 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 98.22𝑚 × 49.11𝑚 × 1.5𝑚 43 PLANOS DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN Laguna Facultativa Laguna Anaeróbica Laguna de Maduración CONCLUSIONES 1.- Uno de los aspectos más críticos en la ciudad es que se están alterando las fuentes hídricas, y debido a que los municipios que no cuentan con sistemas de tratamiento de aguas residuales los pobladores se ven afectados tanto en salud como en economía. 2.- La construcción, operación y mantenimiento del proyecto generará beneficios a la comunidad específicamente a la salud humana y en general al ecosistema existente, ya que existirá una buena calidad del agua tratada, la cual puede ser apta para riego agrícola, riego de jardines o en las fuentes ornamentales. 44 3.- Al realizar estas actividades, estaríamos incrementando la disponibilidad total de recursos hídricos, evitando la extracción de aguas subterráneas, manteniendo los caudales ecológicos de agua, garantizando el suministro del recurso de riego en época de sequía y reduciendo los vertidos directos de aguas residuales al medio ambiente. RECOMENDACIONES 1.- Efectuar un mantenimiento y limpieza de los equipos utilizados de forma continua y programada. La adopción de esta medida permitirá efectuar el tratamiento de las aguas residuales, conservar los equipos y por ende garantizar la inversión realizada en la adquisición de los mismos. 2.- Dar continuidad y permanencia al personal eficiente que labora en la operación y mantenimiento de las PTAR, dado a que esto nos garantizará una eficiencia en el tratamiento al interior de la planta. 3.- Uno de los puntos críticos de una estación de tratamiento lo constituyen las estructuras de pretratamiento, por lo cual se recomienda destinar personal que labore exclusivamente en esta área, debido a que es una zona que requiere de supervisión, operación y limpieza continua. La adopción de esta medida permitirá mitigar el problema de olores y moscas en la planta de tratamiento. 45 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.- Sitaram, S. (n.d). The Importance of Water Management in India. Academia. Consultado el 22 de junio de 2019. Recuperado de: https://www.academia.edu/11103161/The_Importance_of_Water_Management_in_India 2.- Universidad de las Américas Puebla UDLAP (n.d). Tratamiento de Aguas Residuales. Consultado el 22 de junio de 2019. Recuperado de: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lar/oropeza_b_vm/capitulo4.pdf 3.- ISA (2016),”Prueba de Jarra “, link:https://www.isa.ec/index.php/va-viene/entry/prueba-dejarras 4.- Ana(2010), “Criterios de diseño de obras hidráulicas para la formulación de proyectos hidraulicos multisectoriales y de afianzamiento hídrico”, link: http://www.ana.gob.pe/media/389716/manual-dise%C3%B1os-1.pdf 5.- CONADIS(2019).Registro Nacional de la Persona con Discapacidad (Mayo,2019). Extraído el 24 de Junio del 2019, de: http://www.conadisperu.gob.pe/observatorio/estadisticas/inscripciones-en-el-registronacional-de-la-persona-con-discapacidad-mayo-2019/ 6.- Gerencia Regional de Proyectos Sociales(2014).LA GERENCIA REGIONAL DE PROGRAMAS SOCIALES REALIZA TALLER - "ARTICULACIÓN INTERGUBERNAMENTAL PARA EL DESARROLLO SOCIAL DEL DISTRITO DE PUERTO ETEN". Extraído el 24 de Junio del 2019 de:https://www.regionlambayeque.gob.pe/web/noticia/detalle/19625?pass=MTA1OQ== 7.- INEI(2017). CENSO Nacional 2017. Lima:Presidente de Consejo de Ministros 8.- INEI(2017). Indicadores de Educación por Departamento 2004-2017. Extraído el 24 de Junio del 2019, de: https://www.inei.gob.pe/biblioteca-virtual/publicaciones-digitales/ 9.- Centro Nacional de Estimación de Prevención y Reducción de Riesgos de Desastres (CENEPRED) (2019). Mapa satelital de la localidad de Puerto Eten. Recuperado en: https://sigrid.cenepred.gob.pe/sigridv3/personalizacion-distrital 10.- Municipalidad Provincial de Chiclayo. (2012). PIGARS. Consultado el 22 de junio de 2019. Recuperado de: https://www.munichiclayo.gob.pe/Documentos/PIGARSChiclayo.pdf 46 11.- Perú Pesquero. (2015). Puerto Etén. Consultado el 22 de junio de 2019. Recuperado de: http://www.perupesquero.org/tag/puerto-eten 12.- RPP. (2016). Pescadores de Puerto Etén recogen diariamente 10 toneladas de pescado. Consultado el 22 de junio de 2019. Recuperado de: https://rpp.pe/peru/lambayeque/pescadoresde-puerto-eten-recogen-diariamente-10-toneladas-de-pescado-noticia-933583 13.- ARIS Industrial (S.f). Ficha técnica: hipoclorito de calcio 70% aquachlor plus. Lima,Perú. Recuperado de: http://www.aris.com.pe/quimicos/wp-content/uploads/2014/04/HT- HIPOCLORITO-DE-CALCIO-70.pdf 14.- Instituto Nacional de Estadísticas e Informática (2017). Perú: Crecimiento y distribución de la población, 2017. Recuperado de: file:///C:/Users/ACER/Documents/Gestion%20de%20efluentes%20liquidos/libro.pdf%20INE%2 0RATIO%202017.pdf 15.- Ministerio de salud pública y asistencia social (2006). Tratamiento y desinfección de agua para consumo humano por medio de cloro-guía técnica. Recuperado de: http://desastres.usac.edu.gt/documentos/docgt/pdf/spa/doc0214/doc0214.pdf 16.- Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (2011). Normalización de infraestructura urbana y propuesta de estándares. Sistema Nacional de Estándares de Urbanismo (1). Recuperado de: file:///C:/Users/ACER/Documents/Gestion%20de%20efluentes%20liquidos/CAPITULOIII.pdf, %20dotaci%C3%B3n%20de%20agua%20pag29.pdf 17.- Instituto Nacional de Defensa Civil INDECI (2003). Proyecto INDECI-PNUD para Ciudades Sostenibles. Capítulo II: Descripciones Generales. p.21. Consultado el 19 de Julio de 2019. Universidad de las Américas Puebla UDLAP (s.f). Capítulo 3: Estimación de flujos de diseño. p.55. Consultado el 19 de Julio de 2019. Recuperado http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/hammeken_a_am/capitulo3.pdf 47 de: 18.- Stive, P. (s.f) Caracterización del sector agrario de la región Lambayeque. Consultado el 19 de Julio de 2019. Recuperado de: https://www.academia.edu/17572774/CARACTERIZACION_DEL_SECTOR_AGRARIO_EN_ LA_REGION_LAMBAYEQUE 19.- Senamhi (2017). Boletín Agrometeorológico en CAPSICUM Setiembre 2017. Consultado el 19 de Julio de 2019. Recuperado de: https://senamhi.gob.pe/load/file/03604SENA-22.pdf 20.- SUNASS (2015). Diagnóstico de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales en el ámbito de operación de las Entidades Prestadoras de Servicio de Saneamiento. Capítulo 5: Operación y Mantenimiento de las PTAR. p.84. Consultado el 19 de Julio de 2019. Recuperado de: http://www.sunass.gob.pe/doc/Publicaciones/ptar.pdf 48
