PROPUESTA CAPSTONE PROJECT Facultad de Ingenierías y Ciencias Aplicadas TEMA: CARRERA: Diseño de un tratamiento para los efluentes de Ingeniería Ambiental una piscícola ubicada en la microcuenca del río Alambí. NOMBRE DE ESTUDIANTE (1): Joel Esteban Anaguano Chango BANNER ID: A00051305 NOMBRE DE ESTUDIANTE (2): Mateo Alejandro Fray Pallo BANNER ID: A00029105 1) Antecedentes La salud, la seguridad alimentaria, los asentamientos urbanos o rurales, la producción de energía, el crecimiento económico y el desarrollo industrial, al igual que todos los ecosistemas, dependen del agua. El uso global de este recurso es seis veces más intenso que en los últimos 100 años y sigue aumentando a un ritmo constante de 1% anual debido al crecimiento demográfico, al desarrollo económico y al cambio en los patrones de consumo (UNESCO, 2020). El hombre requiere del agua para subsistir; por eso ha desarrollado mecanismos que le han permitido asegurar la disponibilidad de este recurso cerca de su entorno, como el diseño, construcción y operación de un sinnúmero de obras hidráulicas que modifican las condiciones ambientales de los lugares donde han sido realizadas, como pozos, canales, drenes, acueductos, presas, bordos, diques y otros reservorios artificiales, alterando significativamente la calidad y cantidad de agua disponible. (Garrido-Pérez et al., 2010). Muchas de las actividades humanas como la agricultura, la ganadería, el embalsamiento de agua, así como las alteraciones hidrológicas de los cuerpos de agua, pueden ocasionar cambios en las condiciones ambientales del agua (Damanik-Ambarita et al., 2016). Dicho en simples palabras, el agua proviene del medio ambiente y toda el agua que se extrae, al final vuelve al mismo medio ambiente, junto con las impurezas que se le hayan añadido (UNESCO, 2021). Estas actividades humanas han alterado la calidad del agua: sus características físicas, químicas y bilógicas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2022), la gestión inadecuada de las aguas residuales urbanas, industriales y agrícolas conlleva que el agua consumida por las personas se vea peligrosamente contaminada biológica o químicamente, provocando afecciones a la salud de los individuos e inclusive enfermedades que afecten a la persona a corto o largo plazo. La piscicultura consiste en el cultivo de peces como truchas o tilapias, es una industria que se ha estado llevando a cabo históricamente en Ecuador, pero que ha aumentado notablemente durante los últimos años, con un aporte de $575,8 millones de dólares en 2019 es decir el 0,5% del PIB (Sánchez et al., 2020). Sin embargo, esta actividad provoca alteraciones o cambios ambientales como la polución acuática ya que los ambientes donde se desarrolla la actividad se mantienen generalmente a un alto nivel de productividad, utilizando aportes energéticos externos, provocando mayor inestabilidad ecológica y teniendo a ser más fácilmente perturbados que los ecosistemas naturales (FAO, 1984). La piscicultura es llevada a cabo de manera común especialmente en las partes altas del bosque del Chocó Andino (Mancomunidad del Chocó Andino, 2021).Y en los últimos años ha aumentado, pero no de manera tecnificada, además, según (GAD Parroquial de Nono, 2020) la producción estimada producto de la actividad piscícola es de 2000 kilos al mes, realizándose en las localidades de Alambí, Guarumos, La Sierra y Tandayapa. Para este caso en particular, la piscícola a intervenir se ubica en la subcuenca del río Alambí, dentro de la parroquia de Nono. Esta parroquia forma parte de la Mancomunidad del Chocó Andino, en el noroccidente de Quito, tiene una población de 2152 habitantes aproximadamente, se encuentra a las faldas del Ruccu Pichincha a una elevación promedio de 2800 msnm., las precipitaciones anuales promedian en 604mm, la temperatura media es 16,4ºC, el clima ha sido definido como estepa local (GAD Parroquial de Nono, 2020). En la piscícola “Pesca Deportiva Eduardito”, el cultivo de peces se divide en fases, acorde a la edad: alevines, juveniles y adultos, cada fase se encuentra en estanques diferentes, pues requieren condiciones diferenciadas de alimentación, oxígeno y espacio para los procesos de cría y engorde, existe un estanque adicional de reproducción y desove. Actualmente no existe tratamiento de los efluentes residuales para la recirculación a los estantes, estos efluentes son descargados al río Alambí directamente. 2) Alcance Realizar una propuesta de diseño de un sistema de tratamiento para efluentes provenientes de una piscícola, con el fin de cumplir con los límites máximos permisibles dispuestos en la tabla A-1 de la Norma Técnica Para Control De Descargas Liquidas (NT-002) dispuesta en la Resolución No. SA-DGCA-NT0022016 de la Secretaría del Ambiente del DMQ, en relación con los siguientes parámetros de descarga de descarga a un cauce de agua: materia orgánica (DQO y DBO), potencial de hidrógeno (pH), temperatura, turbidez, sólidos suspendidos totales, (SST), nutrientes (N y P) y Coliformes fecales. El presente proyecto busca mejorar la calidad ecológica de un tramo del río Alambí, cuerpo receptor del efluente de la actividad piscícola de “Pesca Deportiva Eduardito”, que se sitúa en la región biogeográfica del Chocó Andino, un hotspot de biodiversidad. Sin embargo, dado que la tesis se La propuesta de diseño podrá replicarse o adaptarse a otras piscícolas de la zona, con el fin de mejorar la calidad ecológica del río Alambí, ya que esta actividad es muy común en el sector y es una de las mayores generadoras de impactos ambientales. 3) Justificación Los ecosistemas fluviales altoandinos son importantes, ya que suministran de agua a centros urbanos y rurales, y aportan a la generación de energía eléctrica. (Jacobsen,1998 citado en Acosta, Ríos, et al., 2009). Estos ríos y riachuelos son excepcionales no solo por su belleza escénica, sino también porque proveen varios servicios ecosistémicos de vital importancia para la sociedad(Encalada et al., 2011). Las actividades acuícolas como lo es la piscicultura provocan efectos nocivos al medio ambiente que están principalmente reaccionados con la destrucción de sitios naturales, la propagación de enfermedades, la disminución de la biodiversidad de las poblaciones de peces naturales por la fuga de especies de peces no nativas, así como la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales (Van Rijn, 2013). En los procesos llevados a cabo para la cría y engorde de las especies utilizadas en la piscícola se generan efluentes, los cuales vienen cargados con contaminantes por nutrientes como el fósforo y nitrógeno; así como contaminación por sólidos, materia orgánica y patógenos que afectan a los cuerpos hídricos. Por lo que estos efluentes no son aptos para su reutilización en piscicultura, ni para vertimiento directo a cuerpos hídricos, provocando una necesidad de tratar dichos efluentes (Chaux et al., 2013). Además, uno de los problemas ambientales más importantes que acarrea la actividad piscicultora es la contaminación de los cuerpos de aguas naturales con nutrientes y materia orgánica debido a la descarga de efluentes no tratados generando un problema mayor en cuanto tanto en temas de salud del ecosistema como de como el de salud pública (Velasco-Amaro et al., 2012). A eso se suma que el lugar de estudio se encuentra ubicado en la parroquia de Nono, dentro del Chocó Andino. El Chocó es una región biogeográfica denominada como un hotspot de biodiversidad, lo que implica que es un lugar con altas concentraciones de especies endémicas, que, sin embargo, enfrenta altos grados de amenaza (Granado, 2007). Al igual que todos los ecosistemas, esta zona es vulnerable a la actividad antrópica ya sea por actividades productivas como la acuícola, ganadera y extractiva que producen contaminación de fuentes de agua, así como la construcción de infraestructuras y la expansión de asentamientos urbanos que tienen influencia en este lugar de conservación (Mancomunidad del Chocó Andino, 2021). Por tal razón, es necesario tomar acciones puntuales para reducir la carga de contaminación que afecta a los ríos y a sus ecosistemas. Reducir la contaminación por descargas piscícolas ayudará también al cumplimiento de las metas propuestas para alcanzar el ODS 6: Agua limpia y Saneamiento. En específico las metas 6.3, 6.4, 6.6 y 6.b que hablan sobre reducir la descarga de aguas residuales sin tratar, el uso eficiente de los recursos hídricos, protección de ecosistemas relacionados al agua y la participación comunitaria en la gestión del agua (ONU, 2015). Adicionalmente, como la piscicultura es una práctica común en la Mancomunidad del Chocó Andino, el diseño de un tratamiento para los efluentes, generado en el presente proyecto, podría replicar sus bases y ser aplicado en otras piscícolas e instalaciones de pesca deportiva de la zona, fomentando así el turismo y sistemas productivos sostenibles, la buena gestión de los recursos hídricos y la conservación del patrimonio natural, aspectos contemplados dentro de los objetivos estratégicos del Plan de Gestión Territorial Sustentable de la MCA Actualizado (Mancomunidad del Chocó Andino, 2021). 4) Objetivo General Diseñar una propuesta tratamiento para los efluentes de una piscícola, para el mejoramiento de la calidad ecológica de un tramo del río Alambí. 5) Objetivos específicos i. Determinar la influencia de la actividad piscícola de “Pesca Deportiva Eduardito” sobre la calidad ecológica de un tramo del río Alambí, mediante la caracterización fisicoquímica y biológica del agua. ii. Evaluar alternativas para el tratamiento de los efluentes de una piscícola, en base a la caracterización del agua residual, las condiciones ecológicas y ambientales de la zona, y los aspectos sociales y económicos de la población. 6) Metodología a utilizar Objetivo específico 1: i. Determinar la influencia de la actividad piscícola de “Pesca Deportiva Eduardito” sobre la calidad ecológica de un tramo del río Alambí, mediante la caracterización fisicoquímica y biológica del agua. Actividades Metodología de muestreo Para evaluar el estado de la calidad ecológica se ha seleccionado 3 puntos de muestreo a lo largo de un tramo del río Alambí, el primer punto corresponde a la muestra testigo o blanco, donde aún no existe presencia de actividad piscícola, el segundo punto se sitúa en la zona de descarga de los efluentes residuales, y el último punto se ubica 50 m río abajo de la zona de descarga. Evaluación de la calidad del hábitat fluvial mediante el índice IHF. El IHF valora aspectos físicos del cauce relacionados con la heterogeneidad de hábitats y que dependen en gran medida de la hidrología y del sustrato existente. (Pardo et al., 2002). Se analizan 7 bloques, todos independientes uno del otro. La suma de los valores resultantes reflejará nuestro valor de IHF. Tabla 1. Parámetros evaluados para el cálculo del índice IHF Bloque Consideraciones 1 Inclusión rápidos - sedimentación pozas 2 Frecuencia de rápidos 3 Composición del sustrato 4 Regímenes de velocidad/ profundidad 5 Porcentaje de sombra en el cauce 6 Elementos heterogeneidad 7 Cobertura y diversidad de vegetación acuática Fuente: (Jáimez-Cuéllar et al., 2002) Valor máximo 10 10 20 10 10 10 30 Los valores del IHF por debajo de 40 indican serias limitaciones de calidad de hábitat para el desarrollo de una comunidad bentónica diversa, siendo el valor óptimo superior a 75” Evaluación de la calidad de la vegetación de ribera mediante el índice QBRAnd. Se utilizó el índice QBR-And, variación del índice de la calidad de Bosque de Ribera (QBR). El índice QBR es aplicado a las riberas de ríos mediterráneos, y se basa en la evaluación de cuatro apartados: cubierta vegetal, estructura de la vegetación, naturalidad y complejidad del bosque ribereño y grado de alteración del canal fluvial (Suárez et al., 2002). A partir de este método se adaptó el índice de la calidad de la vegetación de ribera Andina, QBR-And, el cual difiere del original en cuanto a la estimación de la cubierta vegetal ya que la flora andina es mucho más diversa debido las especies autóctonas e introducidas (Acosta, RíosTouma, et al., 2009). Los valores que se obtienen con este índice se los puede categorizar en cinco rangos los cuales mostraran la calidad de vegetación de la ribera el primero de ellos se distribuye con un rango de más de >95: el cual muestra un bosque de ribera sin alteraciones; el segundo de ellos de 90-75: calidad buena con un bosque ligeramente perturbado; el tercero de ellos con un rango de 70-55: con calidad aceptable y un inicio de alteración importante; El cuarto distribuido en un rango de 30-50: con calidad mala y una alteración fuerte; el quinto y último rango con una distribución de < 25 el cual refleja una calidad pésima (Palma et al., 2009). Evaluación de la calidad biológica mediante la aplicación del índice ABI El índice biótico andino ABI usa a los organismos macroinvertebrados presentes en los ríos como indicadores de la calidad del agua, para el cálculo se asigna un valor numérico del 1 al 10 a cada familia de macroinvertebrados encontrada durante el muestreo, dependiendo de su nivel de tolerancia ante la contaminación, siendo 10 a las familias más sensibles y 1 a las familias con una mayor tolerancia (Encalada et al., 2011). Para la recolección de muestras se utilizó una red surber y lavado manual de 30 segundos, y posteriormente se conservó los especímenes recolectados en alcohol al 90%. Luego de identificar el valor ABI de cada familia presente en los lugares de muestreo se procedió a sumar todos los valores, el valor resultante será el índice ABI del lugar. Para establecer el estado de la calidad de agua se usará la tabla a continuación. Tabla 2. Establecimiento de la calidad de agua a partir del puntaje del Índice Biótico Andino (ABI para la cuenca alta del río Guayllabamba. Tomado de Acosta et al. 2009). ABI Calidad >96 Muy bueno 59-96 Bueno 35-58 Regular < 35 Malo Fuente: (Encalada et al., 2011) Diversidad de las comunidades de macroinvertebrados. Para definir la estructura biológica de una comunidad, se debe tomar en cuenta la mezcla de especies, tanto en su riqueza, como en su abundancia relativa. (Smith & Smith, 2007). Con las muestras previamente recolectadas para el cálculo del índice ABI, se procedió a realizar el conteo de la abundancia de cada especie encontrada, con el fin de calcular el índice de Shannon-Wiener. Este índice refleja la heterogeneidad de una comunidad sobre la base al número de especies presentes y su abundancia relativa. (Pla, 2006) el cálculo de este índice permite analizar la equitatividad y la uniformidad de la comunidad de especies en el área muestreada. La fórmula utilizada para calcular el índice de Shannon-Wiener es la siguiente: 𝐻´ = − ∑ [𝑃𝑖 ∙ ln(𝑃𝑖 )] (Ec.1) Donde Pi es la proporción o abundancia relativa de cada especie. Con el valor final se prosigue a calcular el número Equivalente Especie. Este índice mide la diversidad que tendría una comunidad integrada por i especies igualmente comunes.(Moreno et al., 2011). La fórmula para su cálculo es: 𝐸𝑞. 𝑆𝑝𝑝 = 𝑒 𝐻´ (Ec.2) Parámetros Fisicoquímicos En cuanto a la determinación de los parámetros fisicoquímicos, se llevó a cabo la metodología establecida por la Fundación Nacional de Sanidad de EEUU (NSF, por sus siglas en inglés) diseñada en el año 1970 (Samboni Ruiz et al., 2007); la cual sirve de base para todos los índices de calidad de agua existentes y es la metodología más utilizada a nivel mundial, esta es utilizada principalmente para medir y comparar los cambios en cuanto a la calidad del agua a través de tramos de un mismo rio (Méndez et al., 2020). Esta metodología está conformada por nueve parámetros, ocho de ellos fisicoquímicos mientras que el ultimo parámetro restante es microbiológico. Los parámetros a analizados se detallan a continuación: Fisicoquímicos: Potencial de hidrogeno (PH), DBO5, Nitratos, Fosfatos, Temperatura, Turbidez, Sólidos disueltos totales, Oxígeno disuelto En cuanto a la determinación de la mayoría de los parámetros fisicoquímicos, estos fueron determinados insitu (llevados a cabo en los puntos de muestreo), a partir del uso del equipo proporcionado por el Laboratorio de la carrea de ingeniería ambiental de la Universidad de las Américas que se detalla a continuación: Tabla 2. Equipos y parámetros por medir Equipo Parámetro (Unidades) Turbidímetro Portátil Turbidez (NTU) (Lamotte 2020 wi Turbidimeter) Sonda Multiparámetro Multiparámetro Professional Plus (Pro-Plus) PH (Unidades PH), Temperatura(°C), Sólidos disueltos totales (mg/L), Oxígeno disuelto (%) Para los parámetros restantes se siguió la siguiente metodología DQO La determinación de la DQO se realizará según lo establecido en el método estándar 5220 D. Método Colorimétrico (APHA, 2017). DBO La determinación de la DBO5 se realizará según lo establecido en el método estándar 5210 D. Método Respirométrico (APHA, 2017). Nitrógeno y Fosforo: Para la determinación de ambos parámetros se realizará el análisis externo, mediante las muestras recolectadas se enviarán a ser analizadas a un laboratorio ambiental acreditado por el SAE para obtener los valores correspondientes. Microbiológico – coliformes fecales: Mientras que el único parámetro microbiológico analizado en este estudio fue el de Coliformes fecales. Para la determinación de este parámetro se siguió la metodología establecida por el método estándar 9221. Multiple Tube Fermentation Technique for Members of the Coliform Group. Utilizando un medio de caldo a base de lactosa para detectar los productos metabólicos finales de la fermentación de la lactosa. A través de diluciones sucesivas, se obtuvieron los coliformes, que se definen como todas las bacterias anaerobias facultativas, gramnegativas, no formadoras de esporas y con forma de bastoncillo que fermentan lactosa para producir ácido, gas o ambos en presencia de sales biliares en su interior. 48 h a 35 °C. (APHA, 2017) Determinación del índice de calidad del agua Después de realizar la determinación tanto de los parámetros fisicoquímicos como microbiológicos, se procede al cálculo del Índice de calidad, como se menciona en (Méndez et al., 2020) mediante el cual se determina el ICA por la siguiente escala de clasificación: Descripción Excelente Rango 91-100 Buena 71-90 Regular 51-70 Mala 26-50 Muy mala 0-25 Tabla realizada en base a (Samboni Ruiz et al., 2007) Donde la condición optima establecida posee un valor de 100 y a medida que disminuye la calidad de agua el valor reduce debido al aumento de la contaminación en el curso de agua. Por lo tanto, para determinar el ICA-NSF se procede al cálculo del Índice de calidad del agua, el cual tiene en cuenta el promedio aritmético ponderado de las nueve variables antes mencionadas, y se determina a través de la siguiente ecuación: 𝑖=𝑛 𝐼𝐶𝐴 = ∑ 𝑆𝑢𝑏𝑖 ∗ 𝑊𝑖 𝑖=𝑙 Donde: Wi: representa el factor de ponderación de la variable i respecto a las restantes variables que conforman el índice (Méndez et al., 2020) Subi: corresponde con el factor de escala de la variable, depende de la magnitud de la variable y es independiente de las restantes (Méndez et al., 2020) Según establece la metodología del ICA-NSF se deben tomar en cuenta el peso relativo (Wi) para cada una de las nueve variables medidas, estas se detallan en la tabla: Parámetro Peso relativo (Wi) Oxígeno disuelto 0,17 Coliformes fecales 0,15 pH 0,12 DBO5 0,1 Nitrógeno 0,1 Fósforo 0,1 Temperatura 0,1 Turbidez 0,08 Solidos disueltos Totales 0,08 Tabla realizada por autores en base a (Samboni Ruiz et al., 2007) Los parámetros fisicoquímicos como microbiológicos se llevaron a cabo A fin de determinar si se está dando cumplimiento tanto con la normativa establecida en el DMQ en su Norma técnica para control de descargas liquidas (NT002) tabla A4, como con el Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente (TULSMA) en su anexo 1, tabla Objetivo específico 2: ii. Evaluar alternativas para el tratamiento de los efluentes de una piscícola, en base a la caracterización del agua residual, las condiciones ecológicas y ambientales de la zona, y los aspectos sociales y económicos de la población. Actividades Caracterización del efluente residual piscícola Debido a que en la piscícola existe una laguna final donde se acumulan todas las aguas usadas en el proceso piscícola, se procederá a muestrear el efluente acorde a la metodología mandada por la NT-002. La medición de caudales descarga de las aguas residuales se realizarán acorde a lo estipulado en la guía Manual de Medición de caudales (Alvarado, 2017). Los parámetros fisicoquímicos para medir serán los mismos descritos en el apartado anterior relacionado a la evaluación de la calidad ecológica del río, con la excepción de que la caracterización del agua residual incluirá la determinación de los sólidos suspendidos totales y el fraccionamiento de la DQO para el diseño de los posibles tratamientos. SST La determinación de los SST se realizará mediante el método estándar 2540 D. Total Suspended Solids Dried at 103–105°C. (APHA, 2017a) Diseño de Humedal artificial Según establece (Serrano & Corzo Hernández, 2012)El dimensionamiento de humedales de flujo horizontal se debe llevar a cabo en dos fases: en la primera fase se realiza el dimensionamiento biológico en la cual se determina la superficie necesaria de tratamiento, mientras que en la segunda fase se da el dimensionamiento hidráulico donde se establecen las dimensiones geométricas del sistema. Por lo tanto, para el diseño del humedal artificial que se implementaría para este proyecto se seguirá la metodología de diseño establecida en (Serrano & Corzo Hernández, 2012) en el capítulo 6 correspondiente al Diseño de Humedales de Flujo Horizontal. Sumado a ello como libro complementario se tomó en cuenta los lineamientos y características establecidas por(Crites & Tchobanoglu, 2000) para el tratamiento biológico y remoción de nutrientes especificado en el capítulo 6 del libro antes mencionado. Además, para el dimensionamiento en un principio se debe tener en cuenta tanto de la concentración de DBO5 del afluente como de la concentración de DBO5 del efluente, esto a fin de realizar el cálculo del área superficial y el área de la sección transversal, inclusive se prioriza la eliminación de nitrogeno por sobre la remoción de la DBO según la normativa ecuatoriana Diseño del filtro percolador Como alternativa convencional se procede a diseñar un filtro percolador “rudimentario” con el fin de reducir el contenido de materia orgánica, se debe evaluar acorde a la caracterización del agua residual si diseña adicionalmente algún mecanismo de sedimentación o remoción de SST. Para el diseño del filtro percolador se considerará lo dispuesto en la décima parte del apartado 9-1 del CPE:INEN 5, Código Ecuatoriano de la Construcción: Normas para estudio y diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas Residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes (INEN, 1992). Como bibliografía de apoyo para el diseño y otros cálculos requeridos se utilizará el libro Biological Wastewater Treatment de (Chen et al., 2020), y el libro Tratamiento Biológico de Aguas Residuales: Principios, Modelación y Diseño: principios, modelación y diseño de (Lopez-Vazquez et al., 2017). Realización de la propuesta técnico-económica En base a la determinación del tratamiento óptimo para los efluentes, considerando los factores descritos en el objetivo específico 2, se procederá realizar la redacción de una propuesta técnico-económica, que describirá la logística de instalación, operación y mantenimiento, así como el respectivo análisis de costos, métodos de financiación, requerimientos de energía y espacio, así como demás información que se considere pertinente para la ejecución y aceptación de la propuesta. 7) Referencias utilizadas para este anteproyecto Acosta, R., Ríos-Touma, B., Rieradevall, M., & Prat, N. (2009). Propuesta de un protocolo de evaluación de la calidad ecológica de ríos andinos (CERA) y su aplicación a dos cuencas en Ecuador y Perú. Limnetica, 28(1), 35–64. Alvarado, E. (2017). Manual de Medición de Caudales. Instituto Privado de Investigacion Sobre Cambio Climatico, 24. APHA. (2017). 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Ingeniería, 16(3), 165–174. 8) Análisis de costos Costo unitario 0,5 gal. $7,50 1 gal. $2,35 0,25 m $2,00 2 gal. $1,74 4 personas $4,00 Total, por salida de campo Salidas de campo estimadas TOTAL, salidas de campo Costo total $3,75 $2,35 $0,50 $3,48 $16,00 $26,08 2 $52,16 Red surber 1 red $300,00 Botellas plásticas para recolección de agua 5 unidades $1,00 Botellas ámbar para recolección de agua 5 unidades $1,00 Frascos para muestra microbiológicas 5 unidades $0,50 Metro 1 unidad $10,00 Badeador 1 unidad $100,00 Total, material para toma de muestras Análisis de laboratorio (Nitrógeno N) 5 muestras $15,00 Análisis de laboratorio (Fosforo P) 5 muestras $15,00 Fase Determinación de Coliformes 0 Fecales -Caldo de cultivo ($110 / 500 g) 5 muestras $15,00 -Bromocresol morado -Tubos de Ensayo Determinación de DQO 5220 D - Solución de digestión (K2Cr2O7, H2SO4, HgSO4) - Sulfuric acid reagent (H2SO4, 5 muestras $20,00 Agso4) - Potassium hydrogen phthalate (KHP) Determinación de DBO 5210 D - Botellas Oxitop - Incubadora 5 muestras $10,00 - NaOH (g) y inhibidor de nitrificación Determinación de SST - Membrana de filtración 2 muestras $10,00 - Crisoles y - Pinzas Fondos por posibles daños a materiales 1 $10,00 de laboratorio Total, material para análisis de laboratorio $300,00 Fase Ítem Alcohol potable 90% Agua destilada Rollo de papel Parafilm Gasolina (diesel) Alimentación (total para 3 viajes) Cantidad Unidad $5,00 $5,00 $2,50 $10,00 $100,00 $422,50 $75,00 $75,00 $55,00 $100,00 $50,00 $20,00 $10,00 $385,00 TOTAL, FASE 0 $859,66 FAS Posibles salidas de campo E1 Impresiones de diferentes documentos (Manuales, Guías, FAS Presupuestos, Encuestas, Etc) E2 Posibles consultorías (Análisis financiero de la propuesta) 2 - $25,00 $50,00 TOTAL, FASE 1 $50,00 1 - $10,00 $10,00 1 - $50,00 $50,00 TOTAL FASE 2 $60,00 COSTO TOTAL DEL PROYECTO $969,66 9) Análisis del concepto de “Diseño de Ingeniería” - Problema - Solución La problemática se centra en la contaminación que generan los efluentes piscícolas, afectando la calidad ecológica de los ríos pertenecientes a la región del Chocó Andino, para esto, se ha propuesto como solución el diseño de un sistema simple de tratamiento de aguas residuales en concordancia con la realidad socioeconómica y ambiental de la zona. - Restricciones al diseño de ingeniería A continuación, se detallan las restricciones detectadas que dificultan el diseño de ingeniería. Normativa de descargas liquidas a cauces de agua Área de implantación disponible en el lugar. Regulaciones por parte de instituciones de control Presupuestos, financiamiento y recursos humanos. Clima y meteorología del lugar, que restringen parámetros de diseño que dependen del clima. Materiales disponibles en la zona Influencia del proceso de construcción sobre instalaciones existentes. Preferencias de los propietarios del proyecto. - Proceso Iterativo El proceso iterativo para el diseño de ingeniería consiste en que se generará dos propuestas para el sistema de tratamiento de aguas, una propuesta convencional, como un filtro percolador a base de piedras, y una propuesta no convencional que consiste en el diseño de un humedal artificial. Para llegar a un diseño final se tomará en cuenta la factibilidad económica, financiera, logística y los requerimientos de los administradores de la piscícola, así como las restricciones presentadas anteriormente, con el fin de llegar a una propuesta técnico-económica viable que satisfaga las necesidades operativas de la piscícola, las necesidades de los administradores del establecimiento y cumpla con la normativa aplicable. - Listado de asignaturas Ecología: Por medio de esta materia se pudo calcular los índices IHF,QBR-And, ABI, además del índice de Shannon para complementar el estudio de las comunidades de macroinvertebrados. Biodiseño experimental: Conocimientos avanzados sobre estadística y el diseño de experimentos aplicados a ingeniería ambiental, además del manejo de software. Laboratorio y Monitoreo Ambiental: Permitió tener una base en Técnicas de muestreo y de uso de equipos, lo cual es esencial para el desarrollo de la fase 0 del proyecto capstone . Sistema de Información Geográfica: Uso de programas y software especializado en el procesamiento, análisis, proyecciones, modelamiento, utilizado para la toma de decisiones de los puntos de muestreo, así como datos del territorio, y la generación de mapas del lugar donde se lleva a cabo el proyecto. Tratamiento de Aguas residuales: Conocer los diversos tipos de tratamiento, por lo cual se logró seleccionar evaluar y diseñar del tratamiento más adecuado para el problema presentado en el proyecto. Diseño de Plantas: Guía, calculo y procedimiento para el diseño del filtro percolador propuesto en el proyecto. 10) Cronograma Nº 1 2 3 4 5 6 7 Actividad Evaluación de la calidad ecológica del río - Toma de muestras - Parámetros fisicoquímicos in situ - Parámetros fisicoquímicos ex situ - IHF, QBR-And, ABI, índices de diversidad Evaluación de la calidad ecológica del río - Análisis y discusión de resultados Informe sobre la calidad ecológica del tramo del río Alambí Levantamiento de información de la producción piscícola y requerimientos de las partes interesadas Caracterización del agua residual piscícola - Toma de muestras - Parámetros fisicoquímicos in situ Caracterización del agua residual piscícola - Medición de Caudales - Parámetros fisicoquímicos ex-situ Salidas de campo para levantar información extra * Sujeto a cambios según disponibilidad Responsable Semestre 2023-10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F Fase del proyecto FASE 0 (Verano) Levantamient o de información x x x x x x FASE 1 Evaluación de alternativas 17 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Diseño de Filtro percolador - Dimensionamiento y diseño del sistema de remoción de SST para el filtro percolador básico Diseño de Filtro Percolador - Dimensionamiento y diseño del filtro percolador básico Diseño de humedal artificial - Investigación de especies de plantas adaptables al proyecto para humedal artificial Diseño de humedal artificial - Dimensionamiento y diseño de humedal artificial Evaluación de costos de instalación, operación y mantenimiento para las 2 alternativas Diseño y dimensionamiento definitivo de los tratamientos - Elaboración y presentación de planos, hojas de cálculo, mapas, y demás requerimientos técnicos. Propuesta técnica - Justificación de las decisiones y comunicación con las partes interesadas/ Esperar aceptación o retroalimentación Correcciones a la propuesta Propuesta técnica - Presentación de presupuestos para instalación, operación y mantenimiento. J.A. y M.F J.A. y M.F J.A. y M.F J.A. y M.F J.A. y M.F J.A. y M.F x x x x x x x x x x x x x x x x J.A. y M.F x J.A. y M.F x J.A. y M.F FASE 3 Generación de la PTE x x 18 Propuesta técnica 17 - Presentación de manuales y guías para instalación, operación y mantenimiento. 18 Preparación de documento escrito J.A. y M.F J.A. y M.F x x x x x FIRMAS Profesor Par: Firma: Fecha: Estudiante 1: Estudiante 2: Joel Anaguano Mateo Fray 19
