ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA: EVALUACIÓN DE LA SITUACIÓN ...

ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA: EVALUACIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE TENA, CUNDINAMARCA

PARA ENCONTRAR ALTERNATIVAS DE MEJORAMIENTO EN SU OPERACIÓN

AUTOR

MIGUEL CUELLAR ESPINOSA

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE

INGENIERO AMBIENTAL

DIRECTOR

JUAN FERNANDO SALDARRIAGA ELORZA

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTÁ

2018

de 27

Contenido 1. Introducción............................................................................................................................................... 4

2. Metodología................................................................................................................................................ 8

2.1. Definición del alcance ................................................................................................................... 8

2.1.1. Descripción del escenario investigado ........................................................................ 8

2.1.2. Limites del sistema................................................................................................................ 9

2.1.3. Suposiciones .......................................................................................................................... 10

3. Resultados y Discusión ...................................................................................................................... 11

3.1. Caracterización de la planta .................................................................................................... 11

3.2. Caracterización del ACV ............................................................................................................ 13

3.3. Resultados encontrados............................................................................................................ 14

3.3.1. Cambio climático ................................................................................................................. 17

3.3.2. Respiración inorgánica .................................................................................................... 19

3.3.3. Acidificación / Eutrofización ......................................................................................... 20

3.3.4. Carcinógenos ......................................................................................................................... 21

4. Conclusiones ........................................................................................................................................... 22

5. Bibliografía .............................................................................................................................................. 24

de 27

1. Resumen El análisis de ciclo de vida ha demostrado ser una pieza fundamental para la toma de

decisiones de un producto o proyecto. Este trabajo presenta un análisis de ciclo de vida

de una planta de tratamiento de agua residual ubicada en Tena, Cundinamarca. Para

esto, se estudiaron las caracterizaciones de agua de entrada y de salida de la planta.

Mediante el software SimaPro se realiza el análisis ampliando su información por

medio de la base de datos Ecoinvent. Los resultados corresponden a comparaciones en

11 grupos ambientales entre el afluente y el efluente de la planta. El estudio permite

concluir que i) La planta de tratamiento de agua residual genera un tratamiento

adecuado para controlar la salud humana, ii) A pesar de que la planta de tratamiento

no cumple con los requisitos mínimos establecidos por el decreto 0631 de 2015 en

sustancias de grasas y aceites, la planta reduce los impactos en respiración orgánica en

el efluente y iii) se deben tomar nuevas medidas normativas de vertimiento con el fin

de enfocarlas en reducir los impactos hacia la salud humana, calidad de los ecosistemas

y los recursos.

Palabras clave: Análisis de ciclo de vida, Unidad funcional, planta de tratamiento,

afluente y efluente.

2. Abstract The life cycle analysis has proved to be a fundamental piece for the decision making on a product or project. This work presents a life cycle analysis of a wastewater treatment plant located in Tena, Cundinamarca. For this, the characteristics of water entering and leaving the plant will be studied. Using the SimaPro software, the analysis is carried out by expanding its information through the Ecoinvent database. The results correspond to comparisons in 11 environmental groups between the affluent and the effluent of the plant. The study allows to conclude that i) The wastewater treatment plant generates an adequate treatment to control human health, ii) Even though the treatment plant does not meet the requirements for the decree 0631 of 2015 in substances of fats and oils, the plant reduces the effects on organic respiration in the effluent and iii) regulatory measures of disposing must be complied with in order to focus on the effects on human health, quality of ecosystems and resources.

3. Introducción

El desarrollo sostenible se entiende como “la satisfacción de las necesidades de la

generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras”.

Dentro de esto, existen tres pilares; el ambiental, el social y el económico. Este último

ha sido históricamente el de mayor prioridad dentro de las empresas y gobiernos al

momento de tomar decisiones, dejando de lados los otros dos. Esto lleva a que se

generen desbalances, lo que provoca problemáticas ambientales y sociales. Debido a

de 27

esto, se han desarrollado herramientas que permiten tener en cuenta los tres pilares

(Trama & Troiano, 2001; Gonçalves, 2004; Renou et al. 2008).

El análisis de ciclo de vida es una de estas herramientas que se viene desarrollando y

trabajando desde hace unas décadas, que se basa en un estudio extensivo que cubre los

efectos sobre todos los tipos de ambientes naturales y la salud humana. Se enfoca en los

impactos ambientales de un ciclo de vida de los productos, tanto desde su desarrollo,

pasando por su uso hasta su disposición final. La aplicación de este tipo de herramientas

puede ayudar a proveer una mejor observación de los productos, teniendo en cuenta

los tres pilares de la sostenibilidad (Finnveden et al., 2009; Sabeen et al., 2018). (Pasqualino, Meneses, Abella, & Castells, 2009).

El análisis de ciclo de vida es una herramienta que existe desde la segunda mitad del

siglo XX, siendo una de sus primera aplicaciones la cuantificación de energía, materiales

y consecuencias ambientales en el empaquetamiento de productos por parte de la

empresa Coca-Cola (Giagnorio, 2010), luego de esto vinieron otros estudios

especialmente en Europa, como Lan Boustead, que en 1972 realizó un trabajo para

calcular la energía total que se requería para la fabricación de diferentes tipos de

botellas (Trama & Troiano, 2001). En Tarragona, España, se realizó un proyecto de

análisis de ciclo de vida sobre la operación de la planta de tratamiento de agua residual

municipal con el fin de encontrar herramientas para la toma de decisiones. En este

estudio, se propusieron cuatro alternativas para el uso del biogás y cinco alternativas para los lodos, se compararon con las formas actuales de la planta con el fin de

encontrar una solución ambiental óptima (Pasqualino, Meneses, Abella, & Castells,

2009).

El objetivo principal de los análisis anteriores fue el de responder a preguntas como la

consideración de que el recurso energético y el uso de la materia esta interrelacionado,

la implicación de varias opciones de embalaje y la idea de utilizar materiales

revolucionarios para la época, con el fin de minimizar costos de operación como con

botellas de plástico en el caso de Coca-Cola (Giagnorio, 2010).

Por otro lado, el gobierno de Estados Unidos mediante su Agencia de Protección

Ambiental (EPA) comenzó a realizar estudios sobre impactos ambientales en la

producción de los envases para las bebidas de consumo popular. Sin embargo, fue hasta

la década de los 80´s donde se potencializó la herramienta debido a dos cambios

específicos: i) los métodos para cuantificar el impacto de los productos divididos en

diferentes categorías (calentamiento global, escases de recursos, entre otros) y ii) los

estudios de análisis de ciclo de vida (ACV) se desarrollaron para todo público, no solo

trabajos privados de empresas o agencias gubernamentales, sino cualquier persona

podía usar la herramienta. Todo esto, provocó que se creara la Sociedad de Toxicología

y Química Ambiental (SETAC), la cual tiene como finalidad desarrollar la metodología y

los criterios para esta herramienta, que en 1993 generó el Código de Prácticas para ACV.

Así mismo, la Organización Internacional de Normalización (ISO) decidió apoyar esta

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estrategia, desarrollando una norma para estandarizar los métodos, procedimientos y

terminologías, llamada ISO 14000 e ISO 14040 (Giagnorio, 2010).

Actualmente esta herramienta se aplica en muchos países del mundo tanto a nivel

gubernamental como de empresas privadas con el fin de mejorar los procesos

productivos y disminuir sus impactos al ambiente. En el caso de Colombia, es una

herramienta que no ha tenido un mayor uso y solo ha sido aplicada a proyectos

específicos con el fin de fortalecer y blindar los temas ambientales de las

organizaciones, siendo aplicado en la agroindustria y la construcción (SGS, 2018).

A partir del apoyo que ocurrió por la Organización Internacional de Normalización (ISO), se creó una metodología para la realización de esta herramienta, que se divide en

cuatro pasos: i) definición del objetivo y alcance del proyecto, ii) análisis de inventario,

iii) evaluación del impacto ambiental y iv) interpretación (NTC 14040, 2007).

La Norma Técnica Colombiana recomienda la utilización de esta herramienta en 4

aplicaciones: i) identificación de oportunidades para mejorar el desempeño ambiental

de los productos en las distintas etapas del ciclo de vida, ii) aportar información para

los entes encargados en la toma de decisiones, iii) seleccionar indicadores de

desempeño ambiental y iv) marketing (NTC 14040, 2007).

El ACV esta divido en tres niveles o tipo de análisis, i) corresponde al conceptual, es un

análisis más sencillo, que se basa en lo cualitativo y se realiza de manera inicial para

encontrar planes estratégicos para una organización. ii) Análisis simplificado, es el segundo en la escala de complejidad, y se basa en un estudio selectivo donde los datos

que se consideran son de carácter genérico y el análisis sobre el ciclo de vida es

superficial, teniendo en cuenta sólo las etapas más importantes. Por último, se

encuentra el iii) ACV completo donde el nivel de detalle es preciso, tanto en inventario

como de impactos, y se realiza de forma cualitativa y cuantitativa (Secretaría Distrital

de Ambiente, 2016).

Este proceso del análisis de ciclo de vida, mencionado anteriormente, trata de un

análisis iterativo e inicia con la recopilación de datos, se aprende sobre estos sistemas,

se identifican nuevos requisitos asociado a lo aprendido generando nuevos cambios en

los procedimientos de la recopilación de datos (NTC 14040, 2007). Además, hay unas

características especiales que posee el ACV basadas en la norma ISO 14040:

a. Evaluación sistemática de los aspectos e impactos ambientales que genera el

producto o proyecto, desde que se adquiere la materia prima hasta la

disposición final de esta.

b. La realización del ACV es flexible pues no existe un único método para su

ejecución.

c. El objetivo y el alcance ligan el nivel de detalle y la duración del ACV.

d. Es una herramienta que permite su evolución por lo que está abierta a nuevos

hallazgos.

de 27

e. Esta herramienta es diferente a otras de gestión ambiental debido a su unidad

funcional.

f. El ACV trata los impactos ambientales potenciales por lo que no predice

impactos ambientales absolutos o precisos.

g. Es una herramienta iterativa en todas sus fases.

Dentro de las ventajas del ACV se encuentra la generación de propuestas para tomar

decisiones con el fin de lanzar un nuevo producto, modificaciones de productos

existentes con el fin de volverlos más eficientes en cuanto a desempeño ambiental,

reducción de costos y por último, permite no solo cuidar el ambiente sino reducir costos y mejorar posiciones en el mercado para las empresas (Romero Rodríguez, 2013).

Sin embargo, al ser una herramienta nueva, el ACV sigue en proceso de construcción,

por tal motivo posee ciertas limitaciones con respecto a otros métodos de gestión

ambiental debido a que un proyecto de estos es complejo, requiere tiempo y recursos

materiales como humanos que pueden llegar a ser incompatibles con los recursos

actuales de las empresas o del gobierno, de igual manera es necesario tener información

específica que a veces no está disponible, actividades multidisciplinares, gran cantidad

de variables que no son generalmente del mismo sentido y por último, y las más

importante es que es una herramienta subjetiva, principalmente en la fase de inventario

(Goncalves, 2004, Secretaría Distrital de Ambiente, 2016).

El ACV es una herramienta que puede ser usada para evaluar los impactos ambientales asociados a las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) (Guest et al., 2009).

Proporciona también, un conjunto de completo de indicadores ambientales que pueden

interpretarse como indicadores de impacto a nivel global y local. Este conjunto de

indicadores ofrece información sobre los efectos potenciales o realizados de las

actividades en los fenómenos ambientales, lo que resulta crucial para evaluar la

sostenibilidad ambiental de los sistemas impulsados por el hombre (McBride et al.,

2011).

Se han realizado varios estudios de ACV con el propósito de evaluar los impactos

ambientales causados por los sistemas de tratamiento de aguas residuales. Estos

estudios evalúan el consumo de energía, y las reducciones de emisiones de gases de

efecto invernadero (GEI) que pueden lograrse mediante nuevas tecnologías

alternativas (Corominas et al., 2013). El ACV se ha aplicado para evaluar diferentes

tipos de PTAR convencionales (Hospito et al., 2004, Pasqualino et al., 2009, Rodríguez-

García et al., 2012). Otros estudios de ACV evalúan técnicas de PTAR no convencionales

(es decir, humedales construidos, filtros biológicos y sistemas de filtración de arena) y

nuevos diseños de PTAR como alternativas factibles con menores impactos ambientales

en comparación con las tecnologías convencionales (Machado et al., 2007, Yildirim y

Topkaya, 2012, Bisinella de Faria et al., 2015).

En la mayoría de los países en vías de desarrollo, el tratamiento y la eliminación de las

aguas residuales es un problema debido a la ausencia de infraestructura, falta de

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financiación para la inversión y a decisiones políticas no acertadas. El financiamiento,

construcción y operación de estas plantas es costosa, por lo que las decisiones

económicas y asignaciones presupuestales se dirigen a otros sectores. Por lo cual, es

importante encontrar instrumentos para apoyar en la toma de decisión para dar

prioridad al tratamiento de aguas residuales dado su impacto en la salud humana y en

el bienestar (Onkal Engin & Demir, 2005). Lo anterior lo podemos evidenciar a partir

de información descrita por Onkal Engin y Demir, 2005, donde en Turquía se cuenta

con sólo una cobertura del sistema de alcantarillado para el 55% de la población donde

43 de 129 provincias poseen plantas de tratamiento de agua residual. Así mismo, en Latinoamérica sólo el 44% de las aguas residuales son tratadas y mientras en Chile se

trata el 91% de sus aguas residuales, en Costa Rica, Paraguay y Honduras no llegan al

10% (World Bank, 2013). En Colombia, solo el 35% de los municipios poseen plantas

de tratamiento de agua residual, sin embargo, el 30% de estas plantas no están en

operación (UNESCO, 2015).

Por tanto, es necesario encontrar soluciones para la toma de decisiones acertadas sobre

calidad del agua, diseño y construcción de plantas de tratamiento. Este trabajo tiene

como objetivo evaluar una PTAR con el fin de encontrar alternativas de operación

buscando la disminución de impactos ambientales asociados a su funcionamiento.

4. Metodología

Este estudio se realizó mediante la aplicación del método de evaluación del análisis de

ciclo de vida (ACV) a los datos empíricos recolectados de una planta de tratamiento de

aguas residuos del municipio de Tena (Cundinamarca). Todas las actividades y

procesos producen impactos ambientales debido al consumo de recursos, las emisiones

de sustancias al ambiente natural y otros intercambios ambientales. El ACV permite

comparaciones de tecnología en términos de carga ambiental, proporcionando

información valiosa sobre el desempeño ambiental de diferentes tecnologías en todas

las categorías a través del desarrollo de indicadores de ciclo de vida.

4.1. Definición del alcance

4.1.1. Descripción del escenario investigado

En este trabajo se consideró un escenario para el tratamiento de aguas residuales. La

planta de tratamiento La Gran Vía, está ubicada en Tena, Cundinamarca, con un sistema

de tratamiento tipo UASB (ver Figura 1) y un caudal de diseño de 5 lps. El agua residual

tratada es vertida a la quebrada La Honda (CAR, 2017). En la Figura 2 se puede observar

un diagrama del tren de tratamiento de la planta de tratamiento de agua residual

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Figura 1. Sistema de tratamiento tipo UASB

Figura 2. Tren de tratamiento

Función del sistema y unidad funcional

La definición de la unidad funcional (UF) es un tema crucial para los estudios de ACV.

En este estudio se eligió el tratamiento de 1000 m3 de aguas residuales como unidad

funcional. Todos los materiales, emisiones, costos, consumo de energía y niveles de

recuperación se refieren a este volumen de agua tratada.

Además, la planta depuradora investigada se diseñó para tratar 157.248 m3 por año,

donde se trata del 100% de las aguas generadas por el municipio según el informe

realizado por la CAR en el 2017.

4.1.2. Limites del sistema

Este ACV se puede definir como un estudio ampliado “puerta a puerta”, ya que las cercas

perimetrales de la PTAR investigada se establecieron como los limites del sistema físico de las fases de construcción y operación analizadas directamente, mientras que para

los procesos de producción de productos químicos, electricidad, materiales de

construcción, eliminación de residuos, transporte, digestión anaerobia, los límites del

sistema se ampliaron utilizando estudios de casos de la base de datos de Ecoinvent. La

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Figura 3, ilustra el límite del sistema para el modelo. El límite del sistema incluye como

primer paso la entrega de aguas residuales a la planta y como último paso la liberación

de efluentes de aguas residuales. En vista de esto, el estudio de ACV realizado cubre los

procesos reales asociados al tratamiento de aguas residuales, que incluyen:

• La fase de operación y mantenimiento

• El tratamiento realizado dentro de la PTAR

• El transporte y disposición final de los residuos de lodo, arenilla y cribado

• Finalmente, la fase de desmantelamiento se excluye de este estudio debido a la

insuficiencia de datos pertenecientes a dicha fase.

Figura 3. Límites del sistema

4.1.3. Suposiciones

Las principales suposiciones realizadas en este trabajo son las listadas a continuación:

Emisión directa de GEI: De acuerdo con las directrices del IPCC para los inventarios

nacionales de gases efecto invernadero, las emisiones directas de CO2 debidos al

tratamiento de aguas residuales y lodos no se tuvieron en cuenta, ya que se consideran

de origen biogénico (IPCC, 2007). Con respecto a las emisiones directas de CH4 y N2O,

se aplicaron los factores de emisiones de 0.0053 𝑔𝐶𝐻4

𝑔𝐷𝑄𝑂𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

y 28 𝑔𝑁2𝑂−𝑁

𝑘𝑔𝑇𝐾𝑁 (GWRC, 2011,

Daelman et al., 2013).

Producción de polielectrolito: Dado que la base de datos de Ecoinvent no tiene datos

sobre la producción de polielectrolito, se consideró el proceso de producción de acrilonitrilo. Este proceso es el precursor en la producción de polielectrolito el cual es

utilizado en la PTAR investigada.

Disposición de residuos: Para evaluar las cargas ambientales relacionadas con la

eliminación de lodos, se eligió el proceso Ecoinvent “eliminación, residuos sólidos

urbanos, 22.9% de agua, para rellenos sanitarios”. El proceso se modificó

convenientemente al incluir los impactos ambientales debidos al uso de equipos de

manejo de lodos dentro de relleno sanitarios, asumiendo un consumo de diésel de 1.16

l/tonlodos manejados. En lo que respecta a la eliminación de arenilla, se consideró el proceso

“eliminación, residuos inertes, 5% de agua, a rellenos sanitarios de material inerte”,

mientras que los procesos “eliminación, plásticos, mezclas, 15.3% de agua, a relleno

de 27

sanitario” y “eliminación, se utilizó papel, 11.2% de agua, para relleno sanitario” para

estimar las cargas ambientales causadas por la eliminación de residuos de cribado,

suponiendo que dichos residuos solo se componente de papel y plástico.

5. Resultados y Discusión 5.1. Caracterización de la planta La caracterización de la planta se realizó mediante un análisis de agua del laboratorio

de Acuazul Ltda. donde se desarrolló un reporte de ensayo fisicoquímico del agua

residual tanto del afluente como del efluente de la planta. Los resultados se encuentran

a continuación:

Tabla 1. Caracterización del efluente. Muestra tomada el 15/03/2018 a las 9:00

Resultados Parámetros Método Referencia Resultados Fecha Oxígeno disuelto (mg O2/L)

Yodométrico SM 4500-O C, M. Azida

4,05 16/03/2018

pH (Unidades de pH)

Electrométrico SM 4500-H B 7,3 17/03/2018

DBO (mg/L) Test 5 días SM 5210 B; EPA 360,3

100 22/03/2018

DQO (mg O2/L)

Colorímetro – Reflujo cerrado

SM 5220 D 194 17/03/2018

Grasas y Aceites (mg Grasas y Aceites/L)

Extracción Soxhlet

SM 5220 D 15 21/03/2018

Sólidos Suspendidos Totales (mg SST/L)

Gravimétrico SM 2540 D 68 21/03/2018

Fósforo Total (mg/L)

Ácido Ascórbico

SM 4500-P E 2,504 21/03/2018

Sólidos Sedimentables (mL/L)

Volumétrico SM 2540 F 1,5 21/03/2018

Nitrógeno Total (mg N/L)

Fotométrico SM 4500-N C 22,736 21/03/2018

de 27

Tabla 2. Caracterización del efluente. Muestra tomada el 15/03/2018 a las 9:00

Resultados Parámetros Método Referencia Resultados Fecha Oxígeno disuelto (mg O2/L)

Yodométrico SM 4500-O C, M. Azida

2,60 16/03/2018

pH (Unidades de pH)

Electrométrico SM 4500-H B 7,65 17/03/2018

DBO (mg/L) Test 5 días SM 5210 B; EPA 360,3

< 1,98 22/03/2018

DQO (mg O2/L)

Colorímetro – Reflujo cerrado

SM 5220 D 152 17/03/2018

Grasas y Aceites (mg Grasas y Aceites/L)

Extracción Soxhlet

SM 5220 D 9,8 21/03/2018

Sólidos Suspendidos Totales (mg SST/L)

Gravimétrico SM 2540 D < 3,0 21/03/2018

Fósforo Total (mg/L)

Ácido Ascórbico

SM 4500-P E 2,781 21/03/2018

Sólidos Sedimentables (mL/L)

Volumétrico SM 2540 F < 0,1 21/03/2018

Nitrógeno Total (mg N/L)

Fotométrico SM 4500-N C 24,304 21/03/2018

De acuerdo con los resultados de la caracterización, es posible evidenciar si la planta

cumple con la norma de vertimientos establecida en la resolución 0631 de 2015

Tabla 3 Norma de vertimiento. Resolución 0631 de 2015. Valores máximos permisibles a cuerpos de agua

Referencia Usuario pH 6 a 9 unidades Grasas y aceites (mg/L) 20,00 Sólidos Suspendidos Totales (SST) (mg/L)

90,00

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) (mg/L O2)

90,00

Demanda química de oxígeno (DQO) (mg/L O2)

180,00

Sólidos sedimentables (SSED) (mL/L)

5,00

de 27

Ahora, en la Tabla 4, se puede observar si la planta de tratamiento de agua residual

cumple con los requerimientos mínimos normativos:

Tabla 4. Cumplimiento de normativa de parte de la Planta de Tratamiento de Agua Residual

Referencia Afluente Efluente Norma ¿Cumple?

pH 7,3 7,65 6 a 9 Si

Grasas y aceites 15 9,8 20,00 Si

SST 68 3 90,00 Si

DBO 100 1,98 90,00 Si

DQO 194 152 180,00 Si

SSED 1,5 0,1 5,00 Si

A partir de lo anterior, se puede evidencia que la planta de agua residual cumple con

los valores límites máximos permisibles en los vertimientos de los parámetros fisicoquímicos.

5.2. Caracterización del ACV La simulación del ACV se realizó mediante el software SimaPro mediante un método

Eco-Indicator 99 (H). Acorde con los cuatro pasos establecidos por la ISO 14000, en primer lugar, se escogió como tipo de ACV “Internal Screening” el cual corresponde a un

análisis resumido. En segundo lugar, en la etapa de inventario, se crearon 2 fases del

producto correspondientes al afluente y al efluente de la planta de tratamiento. En cada

una de estas, se escogieron sus respectivos procesos:

Tabla 5. Procesos del ACV

Fases del producto Procesos Detalles

Afluente Wastewater treatment facility, capacity

Construcción PTAR

Wastewater treatment facility, capacity

Operación PTAR

Waste water untreated Caracterización del Afluente

Efluente


Construcción PTAR


Operación PTAR

Efluente C Caracterización del Efluente

de 27

Lo anterior se puede evidenciar también en la red de categorización de impactos

ambientales correspondientes a la planta de tratamiento de agua residual Tena-La Gran

Vía de los impactos correspondientes al análisis entre el afluente y el efluente:

Figura 4. Red del ACV

5.3. Resultados encontrados Las simulaciones realizadas, dividen los impactos en 11 categorías con el fin de realizar su respectivo análisis (ver Figura 5). Estas categorías son:

1. Carcinógenos

2. Respiración orgánica

3. Respiración inorgánica

4. Cambio climático

5. Radiación

6. Capa de ozono

7. Ecotoxicidad

8. Acidificación / Eutrofización

9. Uso de tierra

10. Minerales

11. Fuentes fósiles

Figura 5. Caracterización en las diferentes categorías de impacto

En la gráfica se encuentra en el eje x las diferentes categorías y en el eje y el porcentaje

de influencia. A partir de esto, se puede evidenciar que la planta de tratamiento de agua

residual trata cuatro principales categorías: respiración orgánica e inorgánica, cambio

climático y acidificación/eutrofización. Esto se debe a que los mayores impactos que se

desean mitigar con la construcción de una planta de tratamiento de agua residual entran en las categorías previamente numeradas. Los otros impactos poseen un efecto

similar entre afluente y efluente, ya que la función principal de planta de tratamiento

no se caracteriza por reducir esto.

Ahora, si se normaliza todas estas categorías para poder compararlas entre si (ver

Figura 6), se puede observar que el mayor impacto corresponde al cambio climático

donde se reduce drásticamente por medio de la planta de tratamiento, seguido por la

respiración inorgánica. Mientras que las categorías de fuentes fósiles y carcinógenos no

son alteradas debido a que la planta no trata este tipo de impactos. Por otro lado, se

puede observar que la planta de tratamiento de agua residual también disminuye la

acidificación/eutrofización, ya que el impacto generado por el afluente es mayor que el

impacto generado por el efluente.

de 27

Figura 6. Normalización de los impactos por las diferentes categorías

En relación con las categorías de mayor impacto entre el afluente y el efluente se

pueden observar en la Figura 7 discretizadas en cada una de las barras. Por un lado, en

el afluente, se puede evidenciar que los mayores impactos corresponden al cambio

climático y a la respiración inorgánica. Por el otro lado, en el efluente, se debe a la

respiración inorgánica y a los carcinógenos.

de 27

Figura 7. Puntuación única de los impactos

Con respecto a lo mencionado en las gráficas anteriores, es posible analizar cada una de

estas categorías con su distribución de sustancias determinantes. Para esto, se

analizarán las cuatro principales categorías en le siguiente orden: i) Cambio climático,

ii) respiración inorgánica, iii) Acidificación/Eutrofización y iv) Carcinógenos.

5.3.1. Cambio climático

de 27

Figura 8. Sustancias determinantes para el impacto de la categoría del Cambio Climático

El principal componente causante del cambio climático por medio de la construcción y operación de la planta de tratamiento de agua residual de Tena corresponde al

hexafluoruro de azufre, seguido de monóxido de nitrógeno (II) y de dióxido de carbono.

Estos gases corresponden a gases de efecto invernadero.

de 27

5.3.2. Respiración inorgánica

Figura 9. Sustancias determinantes para el impacto de la categoría de la respiración inorgánica

La respiración inorgánica, contrario a la categoría de cambio climático, depende de más

sustancias. Entre ellas se observa el dióxido de nitrógeno, óxido de nitrógeno, PM2,5,

sulfatos, dióxido de azufre, PM10, NOx y el ion amonio. Las sustancias anteriores se

producen generalmente por la combustión de vehículos motorizados. Estos vehículos

son utilizados en este proyecto en las etapas de construcción y operación de la planta

de tratamiento de agua residual.

A partir de la Figura 7, donde uno de los mayores efectos es la respiración inorgánica, y

con la información anterior, se puede evidenciar que los impactos generados por la

planta en esta categoría se deben a fuentes indirectas (vehículos motorizados).

de 27

5.3.3. Acidificación / Eutrofización

Figura 10. Sustancias determinantes para el impacto de la categoría de la acidificación / eutrofización

En esta categoría, las sustancias principales correspondes a: dióxido de nitrógeno,

óxido de nitrógeno, NOx, sulfatos, dióxido de azufre, amonio, entre otros. Al igual que

en la categoría de respiración inorgánica, estas sustancias corresponden a la

combustión de vehículos motorizados. Por lo tanto, el mayor impacto corresponde a la

acidificación del aire, mas no efecto de eutrofización del agua (impacto que desea

mitigar la planta de tratamiento de agua residual).

Sin embargo, en tanto a los NOx, estos también se deben a los nutrientes que se

transportan en el agua y a los procesos de degradación internos en el UASB. Estos

efectos generan producción de NOx y posteriormente afectaciones de eutrofización y

acidificación en los cuerpos de agua.

de 27

5.3.4. Carcinógenos

Figura 11. Sustancias determinantes para el impacto de la categoría de Carcinógenos

Para la categoría de carcinógenos, las sustancias más representativas correspondes a

cadmio, arsénico, PM2,5 y sustancias remanentes. El cadmio es un metal pesado que es

vertido a cuerpos de agua debido a la descomposición constante de las rocas y por

combustión de fuentes fósiles, mientras que el arsénico es un metaloide que se

encuentra en el agua por actividad antropogénica.

Por último, se puede encontrar el mayor daño a los diferentes grupos (salud humana,

calidad de los ecosistemas y recursos). A continuación, se presenta la figura que

representa el impacto generado a estos grupos normalizados con el fin de lograr una

comparación.

de 27

Figura 12. Normalización de los impactos a los diferentes grupos

A partir de la gráfica anterior, se puede observar que los mayores impactos se dan en la salud humana. Por otro lado, en el grupo de la calidad de los ecosistemas, el impacto no

es determinante, ya que estos sistemas tienen mayor capacidad de asimilación que los

humanos por lo que pueden reaccionar de mejor manera bajo aumentos de

concentración de algunos contaminantes. Por último, los recursos se ven más

perjudicados que la calidad de los ecosistemas debido a que, a pesar de que los

ecosistemas puedan asimilar de mejor manera que los humanos, los recursos utilizados

por los seres vivos pueden verse más perjudicados con aumento de concentración de

contaminantes específicos.

6. Conclusiones A partir de los resultados se puede concluir ciertos detalles de la planta y de las normas

de vertimiento del decreto 0631 de 2015:

• La planta de tratamiento de agua residual La Gran Vía de Tena, Cundinamarca

genera un tratamiento adecuado para controlar la salud humana.

• A pesar de que la planta de tratamiento no cumple con los requisitos mínimos

establecidos por el decreto 0631 de 2015 en sustancias de grasas y aceites, la

planta reduce los impactos en respiración orgánica (categoría en la que entran

estas sustancias) en el efluente.

de 27

• A partir de lo anterior, se deben tomar nuevas medidas normativas de

vertimiento con el fin de enfocarlas en reducir los impactos hacia la salud

humana, calidad de los ecosistemas y los recursos.

de 27

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