Gestión efectiva sobre los vertidos incontrolados

Gestión efectiva sobre los vertidos incontrolados

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Resumen

En la actualidad, el río Atoyac sufre un exceso de descargas contaminantes, anulando la autodepuración del mismo de forma natural. Además, existe la imposibilidad de identificar episodios de contaminación debidos a vertidos industriales y urbanos incontrolados, generando el desconocimiento de la evolución integral de la calidad del agua en la cuenca.

Las redes tradicionales no detectan y actúan sobre los episodios contaminantes que se suceden de forma clandestina y en horarios no laborables, momento en que las campañas manuales tienen lugar. Es por ello que se evidencia una clara necesidad de disponer de un sistema de monitoreo en tiempo real que posibilite gestionar, de forma efectiva, los vertidos incontrolados y generar registros históricos que permitan tomar medidas, planear acciones de gobierno de control de descargas y mitigarlas.

Beneficios ambientales y sociales

• Proteger el ecosistema, reduciendo el impacto ambiental y asegurando las condiciones sanitarias de la población, la flora y la fauna.

• Garantizar la salud pública, mediante el control integral de la afección de la contaminación en aguas superficiales y subterráneas, para su posterior uso en riego y agua de boca.

• Asegurar la calidad de vida de los residentes, mitigando los malos olores y posibles focos de enfermedades derivadas del contacto con el

medio.

Beneficios en la gestión

• Detectar en tiempo real los episodios de vertido anómalo, informando del momento exacto de su inicio, intensidad y perfil, localizando el foco, la naturaleza y, consecuentemente, alertando a su responsable.

• Garantizar una rápida actuación ante posibles episodios de contaminación, generando un efecto

disuasorio ante vertidos intencionados.

“Las Estaciones de Monitoreo automático de la Calidad del Agua del Río Atoyac son un proyecto único y pionero en LATINOAMÉRICA.”

Rafael Moreno Valle RosasGobernador del Estado de PueblaMéxico

Figura 1. Vertido confluencia Barranca Honda - río Atoyac.

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Antecedentes

El río Atoyac nace del deshielo de los glaciares en la Sierra Nevada, en el estado de Puebla, México. Desgraciadamente el río es contaminado por 50 municipios de Tlaxcala y Puebla, que descargan sus aguas residuales al aire libre, y por más de mil industrias que no cuentan con plantas de tratamiento o que no funcionan adecuadamente. Esta situación ha ocasionado que el afluente tenga al menos 25 sustancias nocivas y sea un foco de infección.

Dentro de los principales causantes de contaminación se encuentran las descargas de aguas residuales urbanas, así como aguas residuales procedentes de compañías textiles, alimenticias, químicas y petroquímicas, de bebidas, metalmecánicas, automotrices y productoras de papel.

Con este contexto se evidencia y justifica la necesidad de disponer de un sistema de control y monitoreo de la calidad del agua. Como requerimiento general se persigue:

• Conocimiento “necesario” de la calidad del agua circulante en la cuenca hidrográfica y, consecuentemente, su estado y evolución en diferentes periodos, siendo esta información la base de la gestión de la cuenca y de los recursos requeridos.

• Capacidad para identificar situaciones anómalas y su causa, así como valorar sus efectos y prever la evolución.

• Incorporación de la información al conocimiento general de la cuenca y aprovechamiento científico del mismo, mediante correlación e incorporación a los estudios que, de manera periódica, se realizan gracias a la colaboración con diversas instituciones, tales como el Instituto Politécnico Nacional.

En general, la contaminación de cuerpos de agua se ha resuelto históricamente en el caso del alto Atoyac, como en otras tantas hidrográficas, mediante la programación de campañas de control periódico a través de la toma de datos “in situ” y la toma de muestras y posterior análisis en laboratorio. Para cuencas poco afectadas por la presión de las actividades humanas, estas campañas pueden ser suficientes.


Sin embargo, la situación específica del alto Atoyac, sometido a una gran presión a causa de las múltiples actividades humanas que en su entorno se registran, y que han llevado al Río a una situación extrema, requieren ir “más allá”. Por este motivo, ha surgido la clara necesidad de disponer de una red de monitoreo y gestión en tiempo real.

Figura 2. Vertido de aguas residuales industriales - río Atoyac.

Las redes tradicionales, organizadas mediante campañas periódicas de toma de datos y muestras, solo permiten el conocimiento “periódico y programado” del estado de la red. En algunas situaciones y ante situaciones anómalas “denunciadas”, aportan una gran y valiosa información de la evolución en plazos de tiempos medios o largos, pero no detectan y actúan sobre los episodios contaminantes que, por la naturaleza en su origen, presentan una gran dinámica y, sobretodo, imprevisión en su generación, imposibilitando la detección del origen real y de la capacidad de actuación sobre él.

Anteriormente, gran parte de los episodios relacionados con actividades industriales solo podían ser conocidos si, aleatoriamente, una campaña de muestreo coincidía con los mismos. En la mayoría de los casos, solamente se evidenciaban los efectos, sin capacidad para reconocer la intensidad, ni poder correlacionar con el causante y, por tanto, el responsable del vertido.

“Las redes tradicionales no permiten detectar y actuar sobre los episodios contaminantes. En la mayoría de los casos, solo se evidencian los efectos, sin poder correlacionar con el causantey responsable del vertido.”

Beneficios

“Se espera una reducción en la fase de madurez de los vertidos contaminantes superior al 60% y una disminución del tiempo de duración de cada uno de ellos, gracias a una detección temprana que permitirá identificar y actuar sobre el responsable.”

Respecto a la aportación de las redes de monitoreo tradicionales, la red de monitoreo en tiempo real, como la implantada en el Atoyac, garantiza adicionalmente:

• Detectar en tiempo real los episodios de vertido anómalo, informando del momento exacto de su inicio, intensidad y perfil “de composición”. Todo ello con una disponibilidad 24h / 365días. La red toma muestras que definen la naturaleza del vertido, su composición y, muy importante,su responsable.Como consecuencia, se materializa un efecto disuasorio para los responsables de los vertidos, ya que, con esta nueva estrategia, las actuaciones ilícitas serán rápidamente identificadas y se actuará sobre ellas.

• Monitorizar la calidad en la cuenca hidrográfica a nivel de ciclos diarios y evolución (perfil) en los diversos periodos del año (estiaje, lluvias), pudiéndose detectary valorar los efectos de episodios de vertidos en puntosaguas arriba y evaluar el grado de afección al medio, cuantificando el daño.

• Garantizar la capacidad para poder cuantificar los resultados obtenidos en base a las actuaciones ejecutadas.

“Esto supondrá un efecto “didáctico” e “inhibidor” frente a las conductas que permitan la existencia de actividadesque supongan un grave daño al medio.”

Como ejemplo, en una estación como la de Quetzalcóalt, afectada por diversos vertidos difícilmente controlables, la red de monitoreo detecta de 3 a 4 vertidos muy anómalos a la semana, lo que supone una media de 150 a 200 episodios al año. Si además se tiene en cuenta que muchos de ellos se producen clandestinamente, fuera de las horas laborales, poder detectarlos por medios manuales supone la necesidad de disponer de una cantidad de recursos humanos y materiales inasumible.

La implantación y explotación de una red de monitoreo automático requiere de una inversión y costes de explotación apreciables, pero se debe considerar objetivamente la relación entre coste/dato que proporciona una red en tiempo real automática frente a una red manual, en el caso de tener como objetivo la detección y localización de todos los vertidos durante las 24 horas del día.

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Gracias a una red automática, el referido efecto disuasorio inhibirá a los responsables de los vertidos contaminantes. Además, se potenciará el efecto “didáctico”, así como, tras la pertinente valoración de daños, se podrán recuperar recursos económicos vía sanciones. A partir del cobro de estas multas, el dinero recaudado permitirá sostener la operación de la red, a través del principio de “quien contamina, paga”.

“Los resultados obtenidos ya están traduciéndose en la consecución de apoyos en la defensa de río Atoyac, materializándose en la activa colaboración interdisciplinar de diversos organismos e incluso la propia sociedad civil.”

Propuesta de valor

• Alto rendimiento operativo del sistema de explotación dada la facilidad de acceso y consulta vía web en un entorno amigable.

• Conocimiento permanente e inmediato del estado medioambiental de la cuenca hidrográfica.

• Obtención de información instantánea y trazable de los episodios de contaminación, posteriormente contrastados en laboratorios homologados.

“Gracias a la implementación y explotación de la red automática, hemos conseguido disponer de información de las descargas en el momento en que se producen y determinar actuaciones en “tiempo real”. Esta es una herramienta única que nos va a permitir iniciar el diseño de una política pública para el saneamiento de la cuenca del Alto Atoyac”.

Lic. Rodrigo Riestra PiñaSecretario de Desarrollo Rural, Sustentabilidad y Ordenamiento Territorial del Estado de Puebla México

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Descripción de la red



Figura 3. Emplazamiento estratégico de puntos de monitoreo automático.

Como configuración general del diseño de la red se determinó ubicar las estaciones en puntos estratégicos de control, permitiendo controlar vertidos directos y conocer la evolución y afección de los mismos en los tramos aguas abajo dónde ocurren. En algunos casos se han implantado “estaciones dobles”, las cuales controlan dos cauces - principal y afluente - y determinan el origen de los vertidos, bien en la corriente principal o en la secundaria. La estación de Barranca Honda es un buen ejemplo, ya que monitoriza los vertidos y la calidad del río Atoyac y determina los vertidos y la calidad de la Barranca Honda que, como detalle, es el cauce en el que se registran los mayores valores de contaminación de toda la cuenca alta del río Atoyac.

Con el objetivo de aumentar la funcionalidad de la red de monitoreo en tiempo real, se han previsto dos unidades móviles capaces de controlar, de manera totalmente versátil, cualquier punto de la red según se considere necesario. Los resultados obtenidos gracias a las unidades móviles discriminan el origen de la carga contaminante provenientes de la planta de aguas residuales La Constancia.

Figura 4. Unidades móviles de monitoreo.

Por otro lado, también se ha concluido como parámetro de altísimo interés el control de DBO, empleándose para ello una tecnología totalmente novedosa que revolucionará el monitoreo en tiempo real para el caso de vertidos y cargas contaminantes de tipo orgánico. El analizador empleado obtiene un resultado de DBO en tan solo 90 minutos, demostrando un valiosísimo valor a la hora de estudiar los resultados y corroborando que la red del Atoyac es pionera en Latinoamérica.

Además del gran volumen de datos registrado por la red, resulta clave que se esté alcanzando una fase “de estabilidad” funcional de las instalaciones, actualmente logrando una validez de datos superior al 90% para los parámetros. El registro de todos estos parámetros “independientes” posibilita un análisis cruzado y una correlación de resultados, de manera que sin ser redundantes, los diversos parámetros registrados verifican y validan los episodios registrados por la red.

A título de ejemplo, en la Figura 6 se muestran dos episodios de contaminación consecutivos. Por la tipología de las descargas, ambos se corresponden a vertidos de origen textil. Se observa un incremento de los valores de conductividad, turbidez y materia orgánica (mayor en el segundo episodio).

Figura 5. Estación de monitoreo del río Atoyac.

Figura 6. Vertido Quetzalcóalt.

En cuanto a parámetros, se ha estimado clave analizar los parámetros de gestión habitual en una red de monitoreo automático - temperatura, pH, REDOX/ ORP, oxígeno disuelto, conductividad y turbidez. A estos parámetros se unen el de nivel y su correlación con el caudal, los cuales posibilitan, además de conocer los episodios y su intensidad, definir la carga másica que suponen si se asocian a un parámetro, como el de materia orgánica medida como SAC mediante la técnica de absorción a 254 nm.

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En la Figura 7 se presentan tres episodios de diferente índole. En el primero se observa un episodio con un nivel notable de materia orgánica, pero baja turbidez, y el REDOX/ORP y oxígeno disuelto descienden hasta revelar anoxia. En los dos siguientes, el nivel de material orgánica y de turbidez alcanzan valores mayores.

“En la actualidad y tras el análisis de un año continuado de resultados, podemos conocer el “electrocardiograma” del Río, sus afecciones, como hasta ahora no se podía hacer” afirma el Mtro. José Alfredo Julián. “Tras este periodo y el soporte y coordinación con diversos organismos relacionados,así como la propia participación y concienciación de la sociedad civil, en la actualidad nos vemos inmersos en el arranque de una nueva etapa, dónde esperamos reducir los vertidos contaminantes al 60%, y contamos lograr la recuperación de recursos económicos que lleguen a permitir la auto-sostenibilidad de la red”, concluye el Mtro. José Alfredo Julián.

En este sentido, los retos a los que se enfrenta la gestión de esta red, hacen que a nivel mundial supongan un hecho sin comparación. En general, este tipo de redes se enfrentan a sistemas de gestión maduros, mientras que en el caso del río Atoyac, se parte de una situación con bajos niveles de identificación de los responsables de la contaminación, traduciéndose en notables mejoras superiores a lo que se espera en sistemas maduros.

Figura 7. Vertido Barranca del Conde.

Finalmente, en la Figura 8 se evidencia la correlación de tendencia entre el DBO y el SAC, los cuales registran materia orgánica, mientras que el oxígeno disuelto presenta, como es de esperar, una tendencia inversa a los parámetros SAC y DBO, ya que la presencia de materia orgánica supone el consumo del oxígeno disuelto.

Figura 8. Gráfico evolución de la DBO.

Sobre Adasa

Adasa acumula más de 25 años de experiencia en el diseño, construcción y mantenimiento de productos y soluciones destinadas a la monitorización automática de la calidad de las aguas.

Más de 15 años de apuesta por la I+D+i quedan traducidos en 9 patentes y un amplio portafolio de equipos altamente competitivos, que garantizan la alerta inmediata de episodios de contaminación, la optimización de la explotación de depuradoras, la disuasión ante vertidos incontrolados, la salvaguarda de las captaciones de agua para consumo humano o el diagnóstico específico de la calidad de las aguas según su uso final y demanda (riego, abastecimiento, vida piscícola, aguas de baño…).

“Los resultados obtenidos ya están traduciéndose en acciones en defensa del r ío Atoyac, materializándose en la instauración de mesas de trabajo que involucran a los tres órdenes de gobierno: federal, estatal y municipal, e incluso a la propia sociedad civil”.

Resultados

“En la actualidad y, tras el análisis de un año continuado de resultados, podemos conocer el “electrocardiograma” del río y sus afecciones como hasta ahora no se podía hacer.”

En este momento, si bien lo ideal sería poder disponer de resultados a nivel de reducción de vertidos graves, la realidad es que nos encontramos en una fase inicial.

Mtro. José Alfredo Julián PeralDirector General JurídicoSecretaría de Desarrollo Rural, Sustentabilidad y Ordenamiento Territorial (Gobierno de Puebla)México

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