TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Julie Andrea Gil, Luis Bernardo Cañón, Sonia Yulieth Guerrero, Néstor Ruiz RESUMEN El presente documento reflexiona sobre la importancia del tratamiento de las aguas residuales, especialmente en Colombia, un país con un recurso hídrico importante pero que gracias a su escasa gestión presenta una problemática seria relacionada con la contaminación de las fuentes hídricas por los vertimientos de las aguas residuales. En ese sentido las PTAR, se configuran como una solución que apunta a resolver problemas de índole social, económico y ambiental, derivados del escaso tratamiento de las aguas residuales, esta reflexión a la luz de aspectos técnicos, pero también sociales y ambientales que dejan ver la urgente necesidad de implementar políticas coherentes sobre la gestión del recurso hídrico. INTRODUCCION El agua es un elemento indispensable para la vida, está presente y es necesario para el desarrollo humano, tanto en escalas mínimas (mínimo vital y usos domésticos) como en grandes escalas (industria y agricultura). Los últimos siglos, especialmente, han sido testigos de la importancia de este recurso, que ha sido el motor de desarrollo para muchos países, los desarrollados, y ha sido también factor de atraso de los países del tercer mundo, en los que la contaminación, las dificultades de acceso, la escasa gestión de saneamiento básico, los conflictos armados, el cambio climático se aúnan para conformar un panorama en el que el manejo del recurso hídrico, es por más una necesidad urgente. Si bien la mayor parte del planeta está conformada por agua, sólo el 3% del agua, es agua dulce, este mínimo
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Julie Andrea Gil, Luis Bernardo Cañón, Sonia Yulieth Guerrero, Néstor Ruiz
RESUMEN
El presente documento reflexiona sobre la importancia del tratamiento de las
aguas residuales, especialmente en Colombia, un país con un recurso hídrico
importante pero que gracias a su escasa gestión presenta una problemática
seria relacionada con la contaminación de las fuentes hídricas por los
vertimientos de las aguas residuales. En ese sentido las PTAR, se configuran
como una solución que apunta a resolver problemas de índole social,
económico y ambiental, derivados del escaso tratamiento de las aguas
residuales, esta reflexión a la luz de aspectos técnicos, pero también sociales y
ambientales que dejan ver la urgente necesidad de implementar políticas
coherentes sobre la gestión del recurso hídrico.
INTRODUCCION
El agua es un elemento indispensable para la vida, está presente y es
necesario para el desarrollo humano, tanto en escalas mínimas (mínimo vital y
usos domésticos) como en grandes escalas (industria y agricultura). Los
últimos siglos, especialmente, han sido testigos de la importancia de este
recurso, que ha sido el motor de desarrollo para muchos países, los
desarrollados, y ha sido también factor de atraso de los países del tercer
mundo, en los que la contaminación, las dificultades de acceso, la escasa
gestión de saneamiento básico, los conflictos armados, el cambio climático se
aúnan para conformar un panorama en el que el manejo del recurso hídrico, es
por más una necesidad urgente. Si bien la mayor parte del planeta está
conformada por agua, sólo el 3% del agua, es agua dulce, este mínimo
porcentaje hace que cada vez sea más necesario que existan políticas
eficientes de gestión del agua, que incluyan, como elemento fundamental el
tratamiento de las aguas contaminadas por los residuos, además de la
preservación y cuidado de las fuentes hídricas existentes y de una emergente
necesidad de configurar dentro del sistema de educación, una educación
ambiental, no para llenar requisitos de planes inefectivos, sino por que se hace
necesario que todos seamos educados y consientes del uso de los recursos,
no tanto para procurar ahorros individuales, sino para gestar realmente lo que
se ha llamado, un pensamiento ambiental (Leff, 2004).
Dentro de este espectro, el agua es evidentemente un factor indispensable
para alcanzar el desarrollo sostenible, especialmente en los países en vía de
desarrollo, en América Latina, por ejemplo, es sorprendente que “el 60 por
ciento de la población urbana {…} no tiene acceso a sistemas de alcantarillado,
y más del 90 por ciento de las aguas residuales se descargan, sin ningún
tratamiento, en los cuerpos de agua…con lo que…se puede apreciar la
magnitud del deterioro de nuestro ecosistema urbano. (Guimaräes, 1994, pág.
34)
Esta perspectiva demanda que existan acciones decididas para enfrentar las
problemáticas, una de esas acciones tiene que ver con el tratamiento de las
aguas residuales que significan un factor altamente contaminante. Este
documento describe en un primer momento los factores que inciden en la
contaminación del agua, las problemáticas derivadas de la misma, así como los
instrumentos de control (normativos y legales) que existen en Colombia,
haciendo una pequeña evaluación de la efectividad de los mismos;
posteriormente se examina la problemática de las aguas residuales domesticas
y la importancia de su tratamiento para luego discurrir sobre aspectos técnicos
de las llamadas Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, y el impacto de
las mismas en el ámbito social, económico y ecológico, finalmente se
establecen algunas conclusiones generales que resumen entre otros la
importancia de la gestión del agua mediante un sistema integrado que
contemple aspectos relacionados con el tratamiento del agua residual, la
contaminación de las fuentes hídricas y la importancia del agua como un
derecho fundamental que garantiza la vida del ser humano.
MARCO TEORICO
La contaminación del agua.
El agua no se encuentra, naturalmente, en estado pura y siempre contiene
cierto número de sustancias que provienen de diversas fuentes: la
precipitación, su propia acción erosiva, el viento, su contacto con la atmósfera.
En las aguas que no han recibido vertidos artificiales se pueden encuentrar
sólidos y coloides en suspensión (que afectan la transparencia), sólidos
disueltos (que se reflejan en la alcalinidad, valor del pH, dureza, conductividad),
oxígeno disuelto (que influye decisivamente en la vida acuática), etc., que
constituyen los caracteres y cualidades del agua. (MOPU 2005, p 280)
Caracteres y cualidades se relacionan con la calidad del agua, aunque de
modo distinto según el uso a que está se destine, como ya se ha apuntado: los
vertidos artificiales los alteran y pueden, además, introducir en el medio
acuático otras sustancias no presentes naturalmente (tóxicos, detergentes),
modificando así la calidad natural. (MOPU 2005, p 279)
A continuación se describen muy brevemente los efectos de la adición de
materia o de energía, que llamaremos contaminación, con independencia de su
origen natural o artificial, aunque sea este último el más frecuente. . (MOPU
2005, p 280)
El aumento de sólidos en suspensión disminuye la transparencia
(aumenta la turbidez): las plantas acuáticas disponen de menos luz y, en
consecuencia, se reduce el oxígeno disuelto y el alimento de los
animales. Si los sólidos se sedimentan pueden cubrir el lecho del río y
afectar a los plantas acuáticas pequeñas.
Los líquidos no miscibles (grasas, aceites) afectan a la transparencia lo
mismo que los sólidos; son, en general, más ligeros que el agua y
pueden formar una película sumamente delgada sobre la superficie, de
modo que una cantidad pequeña contamina a una extensión grande. Al
adherirse a la vegetación dan a las márgenes del curso de agua un
aspecto poco grato a la vista.
La aireación del agua que contiene detergentes, al caer por un pequeño
salto o al aumentar la turbulencia, se traduce en la formación de
espumas, una de las más llamativas de contaminación física.
Los compuestos inorgánicos disueltos pueden alterar la calidad del agua
de muy diversas maneras. Pueden ser tóxicos en sí mismos: muchas
sales de metales para los organismos acuáticos, incluso en
concentraciones muy bajas. Otras veces pueden serlo al combinarse
entre sí o con sustancias presentes en el agua. En todo caso, al alterar
la diferencia en concentración de sales disueltas entre el agua y los
organismos pueden causar la muerte de estos.
Problemática de la contaminación hídrica del país
La contaminación de un cuerpo de agua depende del tamaño y calidad del
vertimiento así como del tamaño de la fuente y su capacidad de asimilación.
Los cuerpos hídricos del país son receptores de vertimientos de aguas
residuales y su calidad se ve afectada principalmente por los vertimientos no
controlados provenientes del sector agropecuario, doméstico e industrial.
Tabla 1. Producción diaria de DBO por sector
Sector Toneladas Descripción
Agrícola y
Pecuario
7.100 Vertimientos de aguas residuales
agrícolas con gran número de
contaminantes y del sector pecuario
con alta carga orgánica.
Doméstico 800 Los mayores aportantes de carga
contaminante centros urbanos como
Bogotá, Cali, Medellín, Barranquilla,
Cartagena y Manizales.
Industrial 520 En orden de importancia por su
aporte, el subsector de alimentos,
producción de licores, fabricación de
sustancias químicas industriales y la
industria del papel y cartón
Fuente. Departamento Nacional de Planeación (1994)
Los vertimientos de aguas residuales de los centros urbanos se estiman en 67
m3/s donde Bogotá representa el 15%, Antioquia 13%, Valle del Cauca 10% y
los demás departamentos están por debajo del 5%. El impacto que generan
estos vertimientos varía a lo largo del país, dependiendo del volumen de los
vertimientos puntuales frente a la capacidad de asimilación de los cuerpos de
agua donde se vierten. Entre los casos de impacto más conocidos se
encuentran las descargas domésticas de Bogotá al humedal Juan Amarillo y el
río Fucha. Sin embargo, en la actualidad no existe un diagnóstico confiable
sobre contaminación doméstica a escala nacional, ni información suficiente
sobre el estado del recurso hídrico que considere elementos como la capacidad
de asimilación del cuerpo receptor y el efecto nocivo real de los vertimientos.
(Departamento Nacional de Planeación 1994)
Por otra parte, los principales centros industriales del país (Bogotá-Soacha,
Medellín-Valle de Aburrá, Cali-Yumbo, Barranquilla, Manizales-Villa María y la
Bahía de Cartagena), también generan altos impactos puntuales en los cuerpos
receptores por su gran contenido de metales pesados y sustancias peligrosas.
(Departamento Nacional de Planeación 1994)
En general todos estos vertimientos ponen en riesgo la salud de los habitantes,
dificultan la recuperación de las fuentes, disminuyen la productividad,
aumentan los costos de tratamiento del recurso hídrico y, cuando los desechos
industriales se vierten a un sistema de alcantarillado municipal, aumentan los
costos de operación y mantenimiento de las redes, de los sistemas de
tratamiento y disminuye el periodo de vida útil de estas inversiones.
(Departamento Nacional de Planeación 1994)
Instrumentos para el control de la contaminación hídrica y el
manejo de aguas residuales.
Según el documento COMPES, el Ministerio de Salud expidió en 1984 el
Decreto 1594 modificado por el Decreto 3930 de 20011 mediante el cual
reglamentó parcialmente lo relacionado con los usos del agua y los residuos
líquidos, que define las normas de vertimiento permisibles para la descarga de
residuos líquidos a un cuerpo de agua o alcantarillado sanitario; igualmente
establece los conceptos de cargas combinadas, sustancias de interés sanitario,
planes de cumplimiento de los usuarios contaminadores, tasas retributivas y
marcos sancionatorios, entre otros aspectos.
Este decreto establece límites permisibles para las descargas de aguas
residuales, basados en la remoción en porcentaje de carga de contaminantes
como DBO, SST, grasas y aceites. Este criterio ha generado inequidades entre
los diferentes usuarios, por ser menos restrictivo con los mayores
contaminadores.
Así mismo, fija plazos muy bajos para la implementación de proyectos de
tratamiento, los cuales han sido incumplidos. Aunque la norma contempla
varios contaminantes, después de 15 años de su expedición, no se ha logrado
una disminución significativa de la contaminación vertida, aun cuando muchos
grandes industriales han realizado inversiones importantes para alcanzar el
cumplimiento de dicha norma.
Aunque esta norma ha presentado dificultades por su rigidez para alcanzar
metas reales de descontaminación (metas de responsabilidad compartida de
descontaminación, falta de control en parámetros inorgánicos y tóxicos,
factores regionales incrementales), ha sido un instrumento normativo utilizado
para consolidar en muchas regiones procesos de producción limpia, cultura de
tratamiento de efluentes residuales, cumplimientos sectorizados de límites
permisibles, y alcance de metas parciales de descontaminación.
Así mismo, la legislación colombiana contempla algunos instrumentos
económicos para el control de la contaminación, incorporando temas como el
de las tasas ambientales y los incentivos tributarios (Decreto 2811 de 1974). En
cuanto a estos últimos, durante 1996, se introdujeron a la legislación algunas
exenciones tributarias, las cuales han constituido una variable importante para
la realización de inversiones ambientalmente sanas frente a aquellas que
deterioran al medio ambiente. Igualmente dichas exenciones disminuyen los
costos de ejecución de inversiones como los sistemas de tratamiento de aguas
residuales. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).
En cuanto a la tasa retributiva establecida en primera instancia por el Código
de los Recursos Natural, ésta actuaba sobre usuarios ambientales dedicados a
la realización de actividades lucrativas, dejando por fuera grandes
contaminadores y usuarios como los entes territoriales. Por esta razón la Ley
99 de 1993 modificó el esquema de tasas, quedando sujetos al pago de las
mismas todos los usuarios de los recursos naturales renovables,
independientemente de que ejerzan actividades lucrativas o no.
Debido a que durante los últimos 15 años no se alcanzaron los mejores
resultados en cuanto a la descontaminación del recurso hídrico a través de los
instrumentos de comando y control, se reglamentó el cobro de la tasa
retributiva por vertimientos líquidos puntuales (Decreto 901 de 1997, el cual fue
derogado por el Decreto 3100 de 2003), definida en el artículo 42 de la Ley 99
de 1993.
Este instrumento económico, basado en el principio de “el que contamina
paga”, establece un cobro por la utilización directa de las fuentes de agua como
receptoras de vertimientos puntuales y por sus consecuencias nocivas para el
medio ambiente (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,
2010).
De acuerdo con la nueva reglamentación (Decreto 3100 de 2003), la Tasa
Retributiva por Contaminación Hídrica es un cobro por la utilización directa de
las fuentes de agua como receptoras de vertimientos puntuales y sus
consecuencias nocivas para el medio ambiente.
El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial establecerá
anualmente, mediante resolución, el valor de la tarifa mínima de la tasa
retributiva para los parámetros sobre los cuales se cobrará dicha tasa, basado
en los costos directos de remoción de las sustancias nocivas presentes en los
vertimientos de agua, los cuales forman parte de los costos de recuperación del
recurso afectado (Decreto 3100 de 2003).
Para efectos de establecer la meta individual de reducción de la carga
contaminante, los usuarios prestadores del servicio de alcantarillado sujetos al
pago de la tasa deberán presentar a la Autoridad Ambiental Competente el
Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos de conformidad con la
reglamentación que para tal efecto expida el Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, que deberá contener las actividades e inversiones
necesarias para avanzar en el saneamiento y tratamiento de los vertimientos.
Dicho plan contendrá la meta de reducción que se fijará con base en las
actividades contenidas en el mismo. El cumplimiento de la meta se evaluará de
acuerdo con el cumplimiento de los compromisos establecidos en el Plan de
Saneamiento y Manejo de Vertimientos. (Ministerio de ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial, 2010).
La implementación, facturación, cobro y recaudo de la tasa, es competencia de
las Autoridades Ambientales Regionales (AAR) y los recursos recaudados por
este concepto son rentas propias de las mismas.
Todos los usuarios que realicen vertimientos puntuales a los cuerpos de agua
están obligados a pagar la tasa; sin embargo, cuando el vertimiento se realiza a
una red de alcantarillado, la AAR cobran la tasa a la entidad que presta dicho
servicio. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010).
La evaluación nacional del Programa de Tasas Retributivas indica que en las
AAR donde se ha implementado adecuadamente la tasa es posible documentar
una reducción promedio de la contaminación en 26% para la DBO y 27% para
los SST. La mayor parte de la reducción se explica por esfuerzo del sector
industrial, mientras que en el sector doméstico se ha presentado un fuerte
rezago en el cumplimiento de metas de descontaminación y en el pago de las
cuentas a las AAR. (Ministerio de ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial,
2010).
Acciones prioritarias y lineamientos para la formulación del plan nacional
de manejo de aguas residuales (PMAR)
Con el propósito de articular los diferentes instrumentos de política, el MAVDT
ha identificado un conjunto de acciones cuya ejecución deberá iniciarse en el
corto plazo.
Paralelamente se avanzará en la formulación del PMAR, con el objeto de
promover el mejoramiento de la calidad del recurso hídrico de la Nación en el
corto, mediano y largo plazo. Las acciones prioritarias y los lineamientos para
la construcción del PMAR se presentan a continuación:
Selección y priorización de los municipios para la construcción de sistemas
de tratamiento de aguas residuales.
Estrategias de Gestión.
Revisión, actualización y desarrollo normativo para el ajuste de
instrumentos de política.
Articulación de las fuentes de recursos para la financiación del Plan.
Estrategia institucional.
Aguas residuales domesticas
Origen de las aguas residuales domesticas
Para Sáenz (1985), las aguas residuales domesticas se originan principalmente
en las habitaciones, instalaciones sanitarias, lavado de utensilios domésticos,
grifos de baño, lavado de ropa y otros usos domiciliarios. El volumen generado
esta en función del nivel de educación y de las costumbres de los habitantes
de las ciudades.
Llamamos aguas residuales a los líquidos provenientes de la actividad humana,
que llevan en su composición gran parte de agua y que poseen un sistema de
abastecimiento de aguas interconectadas a una red de alcantarillado y
generalmente son vertidos a cursos o a masa de agua continentales o a
masas de aguas continentales o marinas. (Fresenius, et al. 1989)
Su origen puede ser muy diverso: Fresenius, et al (1989) las agrupa en 5
categorías de origen:
− Mecánico y físico.
− Inorgánico y mineral.
− Orgánico.
− Urbano.
− Colectivo.
Las aguas residuales urbanas se originan a causa de:
− Excretas.
− Residuos domésticos.
− Arrastres de lluvia.
− Infiltraciones.
− Residuos industriales.
Razones para su tratamiento
Según Sáenz (1970) señala la necesidad del tratamiento de las aguas
residuales como una consecuencia de la civilización y el progreso
caracterizado por el aumento de la densidad demográfica y la expansión
industrial, que obliga a ciertas medidas sanitarias, entre estas, un control de la
contaminación.
Las razones que justifican el tratamiento de las aguas residuales pueden ser
resumidas en cuatro:
Razones higiénicas (causa relacionada a la salud pública).
Razones económicas (áreas despreciadas por estar contaminadas)
Razones estéticas de confort (desprendimiento de gases a la atmósfera)