UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR FACULTAD DE...
98
EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE SAN LUCAS SACATEPÉQUEZ, SACATEPÉQUEZ CAMPUS CENTRAL GUATEMALA DE LA ASUNCIÓN, DICIEMBRE DE 2013 CARLOS ALFONSO GALVEZ GUDIEL CARNET 10402-07 TESIS DE GRADO LICENCIATURA EN CIENCIAS AMBIENTALES CON ÉNFASIS EN GESTIÓN AMBIENTAL FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y AGRÍCOLAS UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
Transcript of UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR FACULTAD DE...
EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
DE SAN LUCAS SACATEPÉQUEZ, SACATEPÉQUEZ
CAMPUS CENTRAL
GUATEMALA DE LA ASUNCIÓN, DICIEMBRE DE 2013
CARLOS ALFONSO GALVEZ GUDIEL
CARNET 10402-07
TESIS DE GRADO
LICENCIATURA EN CIENCIAS AMBIENTALES CON ÉNFASIS EN GESTIÓN AMBIENTAL
FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y AGRÍCOLAS
UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
CIENCIAS AMBIENTALES Y AGRÍCOLAS
TRABAJO PRESENTADO AL CONSEJO DE LA FACULTAD DE
EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
DE SAN LUCAS SACATEPÉQUEZ, SACATEPÉQUEZ
EL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL EN EL GRADO ACADÉMICO DE LICENCIADO
PREVIO A CONFERÍRSELE
GUATEMALA DE LA ASUNCIÓN, DICIEMBRE DE 2013
CAMPUS CENTRAL
CARLOS ALFONSO GALVEZ GUDIEL
POR
TESIS DE GRADO
UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y AGRÍCOLAS
LICENCIATURA EN CIENCIAS AMBIENTALES CON ÉNFASIS EN GESTIÓN AMBIENTAL
DR. CARLOS RAFAEL CABARRÚS PELLECER, S. J.
DRA. MARTA LUCRECIA MÉNDEZ GONZÁLEZ DE PENEDO
DR. EDUARDO VALDÉS BARRÍA, S. J.
LIC. ARIEL RIVERA IRÍAS
LIC. FABIOLA DE LA LUZ PADILLA BELTRANENA DE LORENZANA
SECRETARIA GENERAL:
VICERRECTOR ADMINISTRATIVO:
VICERRECTOR DE INTEGRACIÓN UNIVERSITARIA:
VICERRECTOR DE INVESTIGACIÓN Y PROYECCIÓN:
P. ROLANDO ENRIQUE ALVARADO LÓPEZ, S. J.
VICERRECTORA ACADÉMICA:
RECTOR:
AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES Y AGRÍCOLAS
DECANO: DR. ADOLFO OTTONIEL MONTERROSO RIVAS
VICEDECANO: ING. MIGUEL EDUARDO GARCÍA TURNIL
SECRETARIA: ING. REGINA CASTAÑEDA FUENTES
DIRECTORA DE CARRERA: LIC. ANNA CRISTINA BAILEY HERNÁNDEZ
TERNA QUE PRACTICÓ LA EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ASESOR DE TRABAJO DE GRADUACIÓN
MGTR. HAYRO OSWALDO GARCÍA GARCÍA
ING. PAMELA ANDREA ELIZABETH CAMARERO BARREDA DE QUIÑONEZ
ING. WALTER DAVID MAYÉN CABRERA
LIC. ANNA CRISTINA BAILEY HERNÁNDEZ
AGRADECIMIENTOS
A:
Dios que me dio la vida, la sabiduría y la bendición de alcanzar cada una de mis
metas.
La Universidad Rafael Landívar, Facultad de Ciencias Ambientales y Agrícolas por
ser parte de mi formación académica.
Ing. Hayro Oswaldo García, por su asesoría, revisión y corrección de la presente
investigación.
Ing. Pamela Andrea Camarero por su asesoría, revisión y corrección de la
presente investigación.
Lic. Yener Plaza, Alcalde de la Municipalidad de San Lucas por proporcionarme la
información necesaria para realizar este estudio.
DEDICATORIA
A:
Mi Padre: Milton Galvez que con su amor, paciencia me
apoyo y me guio, siempre fue un ejemplo a
seguir. Gracias por cuidarme desde el cielo.
Mi Madre: Por su apoyo incondicional, amor y consejos en
los momentos difíciles.
Mis Amigos: Por compartir tanto momentos de alegría que son
parte de mi vida.
INDICE GENERAL
Página
Resumen i
Summary ii
1. Introducción 1
2. Marco Teórico 3
2.1 Antecedentes 3
2.2 Tipos de aguas residuales 6
2.2.1 Domésticas 6
2.2.2 Sanitarias 6
2.2.3 Pluviales 6
2.2.4 Combinadas 6
2.2.5 Industriales 6
2.3 Características de la planta de tratamiento 6
2.3.1 Diagrama de Proceso de la Planta de Tratamiento
de agua residual Chichorin San Lucas Sacatepéquez 8
2.4 Aguas residuales y sus características 9
2.4.1 Temperatura 9
2.4.2 Potencial de Hidrógeno 9
2.4.3 Grasas y aceites 10
2.4.4 Materia flotante 11
2.4.4.1 Sólidos totales 11
2.4.4.2 Sólidos disueltos 11
2.4.4.3 Sólidos suspendidos 12
2.4.4.4 Sólidos sedimentables 12
2.4.5 Demanda Bioquímica de Oxígeno 12
2.4.6 Demanda Química de Oxígeno 13
2.4.7 Nitrógeno total 13
2.4.8 Fósforo total 14
2.4.9 Arsénico 15
2.4.10 Cadmio 15
2.4.11 Cianuro total 15
2.4.12 Cobre 16
2.4.13 Cromo 16
2.4.14 Mercurio 17
2.4.15 Níquel 17
2.4.16 Plomo 18
2.4.17 Cinc 18
2.4.18 Coliformes fecales 18
2.5 Tratamiento de aguas residuales en Guatemala 19
2.6 Tratamiento de agua residual en San Lucas Sacatepéquez 21
2.7 Tipos de tratamiento del agua residual 24
3. Planteamiento del Problema 29
3.1 Planeamiento del problema y justificación 29
4. Objetivos 30
4.1 Objetivo General 30
4.2 Objetivo Especifico 30
5. Metodología 31
5.1 Ambiente 31
5.2 Sujetos y unidades de análisis 31
5.3 Tipo de Investigación 31
5.4 Instrumentos 32
5.4.1 Instrumentos de campo 32
5.4.2 Insumos de laboratorio 32
5.5 Procedimiento 32
5.5.1 Fase de Campo 33
5.5.2 Metodología de Muestreo 35
5.5.3 Fase de Laboratorio 38
6. Resultados y Discusión de Resultados 42
6.1 Resultados de los Muestreos 42
6.2 Discusión de Resultados 53
7. Conclusiones 61
8. Recomendaciones 62
9. Referencia Bibliográfica 64
10. Figuras 66
11. Anexos 74
INDICE DE CUADROS
Página
Cuadro 1 Artículo 21. Límites máximos permisibles para entres
generadores nuevos según reglamentó 236-2006.
20
Cuadro 2 Cuencas del Municipio de San Lucas Sacatepéquez 22
Cuadro 3
Resultados de los análisis de calidad de agua por
muestreo mensual en la planta de tratamiento de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez departamento de
Sacatepéquez
42
Cuadro 4 Resultados de las mediciones de caudal 44
Cuadro 5 Valores de la carga contaminante de la demanda
bioquímica de oxígeno por mes en la planta de
tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
47
Cuadro 6 Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la
demanda bioquímica de oxígeno por mes en la planta
de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
47
Cuadro 7 Valores de la carga contaminante de la demanda
química de oxígeno por mes en la planta de tratamiento
de agua residual de San Lucas Sacatepéquez
Departamento de Sacatepéquez.
48
Cuadro 8 Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la 48
demanda química de oxígeno por mes en la planta de
tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
Cuadro 9 Valores de la carga contaminante de nitrógeno por mes
en la planta de tratamiento de agua residual de San
Lucas Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
49
Cuadro 10 Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a
nitrógeno por mes en la planta de tratamiento de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez Departamento de
Sacatepéquez.
49
Cuadro 11 Valores de la carga contaminante de fósforo por mes en
la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
50
Cuadro 12 Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a
fósforo por mes en la planta de tratamiento de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez Departamento de
Sacatepéquez.
50
INDICE DE FIGURAS
Página
Figura 1 Cuenca del río Achiguate 22
Figura 2 Manejo de excretas y drenajes 23
Figura 3 Resultados de los análisis de la demanda bioquímica de
oxígeno.
44
Figura 4
Resultados de los análisis de la demanda química de
oxígeno.
45
Figura 5 Resultados de los análisis del fósforo y nitrógeno de los
muestreos.
45
Figura 6 Resultados de los análisis de coliformes fecales de los
muestreos.
46
Figura 7 Resultados de los análisis de los metales pesados
cadmio, cromo hexavalente, mercurio, plomo de los
muestreos realizados.
46
Figura 8 Carga Contaminante de la Demanda Bioquímica de
Oxígeno (DBO5).
51
Figura 9 Carga Contaminante de la Demanda Química de
Oxígeno (DQO).
51
Figura 10 Carga Contaminante del nitrógeno. 52
Figura 11 Carga Contaminante del fósforo. 52
Figura 12 Ubicación de la planta de tratamiento de agua residual,
San Lucas Sacatepéquez, aldea Chichorin,
Departamento de Sacatepéquez.
67
Figura 13 Talleres mecánicos, fábricas de alimentos y limpieza de
servicios sanitarios.
68
Figura 14 Viviendas cercanas a la planta de tratamiento de agua
residual.
70
Figura 15 Curso del río Chichorin y zona boscosa de la parte alta
de la cuenca del río Achiguate.
71
Figura 16 Curso del río Chichorin 72
Figura 17 Tuberías de drenaje con descarga al río Chichorin 72
Figura 18 Acumulación de basura en la parte baja de la cuenca,
río Pensativo
73
i
EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE
SAN LUCAS SACATEPÉQUEZ, SACATEPÉQUEZ
RESUMEN
El estudio en la planta de tratamiento de aguas residuales del municipio de San
Lucas Sacatepéquez evaluó el análisis de calidad de agua en la época seca, esto
con el propósito de establecer la importancia de la misma hacia la comunidad y
adicionalmente el manejo adecuado que se debería de tener sobre la misma. Los
resultados de los análisis de laboratorio permitieron determinar la carga
contaminante en parámetros que afectan la salud humana como la presencia de
metales pesados y la alta concentración de la demanda bioquímica de oxígeno
(DBO) y la demanda química de oxígeno (DQO). A su vez se fijaron términos de la
eficiencia y remoción de esta planta, esto con el fin de establecer los efectos que
puede tener la calidad de la descarga al cuerpo receptor y no contribuir al
deterioro de los ríos y suelos que son utilizados por otras comunidades. Después
de analizar las variables se recomienda que se continúen análisis periódicos de
calidad de agua de la planta y que se capacite al personal encargado,
contemplando también un mantenimiento preventivo de esta, para así cumplir con
el artículo 21 sobre el límite máximo permisible para entes generadores nuevos
del Decreto Ley 236 – 2006 “Reglamento de las Descargas y Reusó de Aguas
Residuales y Disposición de Lodos”.
ii
EFFICIENCY OF THE WASTEWATER TREATMENT PLANT OF SAN LUCAS
SACATEPÉQUEZ, SACATEPÉQUEZ
SUMMARY
The study carried out at the wastewater treatment plant in the municipality of San
Lucas Sacatepéquez, Guatemala, evaluated the analysis of the water quality
during the dry season. The purpose of this evaluation was to establish the
importance of the water quality in the community as well as its appropriate use.
The results of laboratory tests helped to determine the charge of contaminants in
parameters that affect human health, such as heavy metals, and the high
concentration of biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand
(COD). At the same time, terms of efficiency and removal of this plant were also
determined with the purpose of establishing the effects that the discharge quality
might have on the receptor, and not contribute to the deterioration of rivers and
soils that are used by other communities. After analyzing the variables, it is
recommended to continue to perform regular analyses of the water quality of the
plant and to continue to train the personnel in charge. Preventive maintenance
should also be considered in order to comply with Article 21 on the maximum limit
allowed for new [wastewater] generating entities of Law Decree 236 – 2006
“Regulations for the Discharge and Recycling of Wastewater and Sludge Disposal”.
1
I. INTRODUCCION
Se conocen como aguas residuales a los productos líquidos que se generan
como consecuencia del uso de agua para realizar una actividad previa, cualquiera
que sea el carácter de esta actividad. Desde la realización de oficios domésticos
hasta la producción a nivel industrial, desde el uso de sanitarios hasta el uso para
riego en cultivos, la demanda de agua produce la generación inevitable de aguas
residuales (Hillbeboe, 2005).
Las aguas residuales se convierten entonces en una fuente de contaminación o un
foco de infección; esta es la razón por la cual es necesario que previo a su
disposición final se enfatice en la necesidad de mejorar la eficacia del tratamiento
para conocer si se está reduciendo la cantidad de carga contaminante en el
proceso. Ya que al momento de un contacto directo o indirecto con aguas
residuales de una alta concentración de microorganismos patógenos es un factor
de riesgo para contraer enfermedades, mientras que la interacción prolongada con
aguas cargadas de metales pesados puede generar malformaciones y hasta el
desarrollo de cáncer en órganos del cuerpo. Estos son solo algunos riesgos que
representan las aguas residuales para las personas.
Aunque es imperante evitar la contaminación de los cuerpos de agua naturales,
tanto superficiales como subterráneos, en el medio nacional todavía se da la
inadecuada práctica de disponer las aguas residuales con tratamiento ineficiente,
altamente contaminadas hacia corrientes naturales. Esto ha llevado al deterioro,
principalmente por polución, de la calidad agua superficial de las diversas cuencas
del país y en un futuro no muy lejano puede conducir a la pérdida de los recursos
hídricos subterráneos.
Es preocupante el deterioro de las pocas fuentes de agua con que se cuenta en el
país. La indiferencia de algunos entes contaminantes y reguladores, la falta de
conocimientos de las personas en cuanto a la disposición apropiada de las aguas
2
residuales, la escasez de recursos para darles el tratamiento necesario y la
abundancia de casos sin control de descarga de niveles altamente peligrosos de
contaminantes y esto se da en los entes gubernamentales como privados, lo cual
ocasiona de manera alarmante la mala calidad de agua que se está descargando
a los cuerpos receptores actualmente.
3
II. MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES
El agua residual es aquella que contiene materiales derivados de residuos
domésticos o procesos industriales, los cuales por razones de salud pública y por
consideraciones de recreación económica y estética, no pueden desecharse
vertiéndolas sin tratamiento en lagos o corrientes convencionales (Weber, 2003).
El término de aguas residuales municipales comprende numerosos tipos de
desechos líquidos, desde las aguas de drenaje doméstico y de servicios, hasta los
subproductos industriales y las aguas pluviales colectadas en la red municipal. Los
contaminantes de las aguas residuales municipales regularmente están
constituidos de materia orgánica e inorgánica en manera de sólidos disueltos y
suspendidos, nutrientes, grasas o aceites, sustancias tóxicas y microorganismos
patógenos (Weber, 2003).
Normalmente las aguas residuales municipales se recogen en un sistema de
alcantarillado público y estas son enviadas a centros de tratamiento para su
eliminación sin peligro. La cantidad de aguas residuales municipales por lo común
se determinan a partir del uso del agua. Puesto que el agua es consumida por lo
seres humanos, se utiliza en productos industriales, se emplea como medio de
enfriamiento, y es necesaria para actividades de riego y el lavado de las calles;
solo del 70% al 90% del agua suministrada llega a las alcantarillas. No obstante
suele, suponerse que la perdida de agua se compensa por infiltración o con aguas
pluviales, que entran al sistema de alcantarillas por conexión ilícita o por las
aberturas de los registros (Glynn, 1999).
Cuando se descarga agua contaminada a un cuerpo de agua, esta debe volver a
su estado similar antes de la contaminación, como resultado de la descomposición
de la materia orgánica contaminante y a este proceso se le llama auto purificación.
Este se lleva a cabo por medios físicos químicos y biológicos. Las reacciones
físicas son esencialmente: la de sedimentación de los sólidos suspendidos,
4
formándose depósitos que se conocen como bancos de lodos; la de clarificación y
efectos producidos por la luz del sol. Mientras que las reacciones químicas y
biológicas son más complejas, ya que los organismos se alimenta de los sólidos
orgánicos y al mismo tiempo sirven para alimento a los tipos de organismos que
los suceden, los cuales continúan el proceso de descomposición, hasta que los
sólidos quedan reducidos a sales inorgánicas estables como son los nitratos,
fosfatos y sulfatos(Hillbeboe, 2005).
La realización del estudio se ha ido imponiendo debido al uso del agua para
recoger y arrastrar los productos de desecho de la vida humana. Y por ello se
inició el desarrollo de los métodos de tratamiento, antes de la disposición final del
agua residual.Los objetivos para tomar en cuenta el tratamiento de agua son los
siguientes: la conservación de fuentes de abastecimiento de agua para uso
doméstico, la prevención de enfermedades, conservación del agua para usos
industriales y agrícolas, la prevención del azolve de los canales navegables entre
otros aspectos importantes (Hillbeboe, 2005).
Una planta de tratamiento de agua residual se diseña para retirar de las aguas
cantidades suficientes de desechos sólidos orgánicos e inorgánicos que permiten
su disposición sin infringir con los objetivos propuestos. Los diversos procesos que
se usan para el tratamiento de aguas residuales siguen estrechamente los
lineamientos de un auto purificación de una corriente contaminada. Los
dispositivos para el tratamiento solo localizan y limitan estos procesos a un área
adecuada, restringida y controlada, y proporcionan las condiciones favorables para
la aceleración de las reacciones físicas y bioquímicas (Hillbeboe, 2005).
El grado hasta el cual es necesario llevar un tratamiento determinado varía mucho
dependiendo del lugar en el cual se encuentre la planta de tratamiento de aguas.
Pero existen tres factores importantes.
1. Las características y la cantidad de los sólidos acarreados por el afluente.
2. Los objetivos que se propongan en el tratamiento.
5
3. La capacidad o aptitud que tenga el terreno, o el agua receptora (en la
disposición por dilución), para verificar la auto purificación o dilución
necesaria de los sólidos que se encuentran en el agua, sin violar los
objetivos propuestos.
El reglamento de aguas de descarga y reusó de aguas residuales y de la
disposición de lodos, publicado el 5 de mayo del 2006, obliga a monitorear el buen
desempeño de las plantas de tratamiento en funcionamiento, sin correr con
accidentes que pongan en riesgo los sistemas ambientales como la alteración de
suelos, los recursos hídricos, los bióticos y abióticos (República, 2006).
Es necesario tener conciencia de la realidad nacional, en donde la mayoría de los
sistemas sufren el abandono total debido a una mala práctica en la planificación
de los proyectos.
La realidad de nuestra cultura de mantenimiento y seguimiento de los proyectos,
estos tienen atención y prioridad hasta su inauguración, después de esto se
olvidan los sistemas por largos periodos de tiempo y se vuelven a retomar hasta
que técnicamente provocan algún daño ambiental en donde los impactos son muy
significativos (Morales, 2007).
Según el Reglamento 236 – 06 de la Ley sobre Aguas Residuales establece en el
artículo número 16 los parámetros de medición para determinar las características
de las aguas residuales siendo las siguientes: temperatura, potencial de
hidrógeno, grasas y aceites, materia flotante, sólidos suspendidos totales,
demanda bioquímica de oxígeno a los cinco días a veinte grados Celsius,
demanda química de oxígeno, nitrógeno total, fósforo total, arsénico, cadmio,
cianuro total, cobre, cromo hexavalente, mercurio, níquel, plomo, cinc y
coliformes fecales (República, 2006).
6
2.2 TIPOS DE AGUAS RESIDUALES
2.2.1 Domésticas
Son aquellas que contienen desechos humanos, animales y caseros. También se
incluye la infiltración de aguas subterráneas. Estas aguas residuales son típicas
de las zonas residenciales en las que no se efectúan operaciones industriales, o
solo en muy corta escala (Hillbeboe, 2005).
2.2.2 Sanitarias
Son las mismas que las domésticas, pero que incluyen no solamente las aguas
negras domésticas, sino también los desechos industriales de la población
(Hillbeboe, 2005).
2.2.3 Pluviales
Formadas por todos el escurrimiento superficial de las lluvias, que fluyen en desde
los techos, pavimentos y otras superficies naturales del terreno (Hillbeboe, 2005).
2.2.4 Combinadas
Son una mezcla de las aguas negras domésticas y sanitarias y de las aguas
pluviales, cuando se colectan en la misma alcantarilla (Hillbeboe, 2005).
2.2.5 Industriales
Son las aguas de desecho provenientes de los procesos industriales. Pueden
colectarse y disponerse aisladamente o pueden agregarse y formar pare de las
aguas residuales sanitarias o combinadas (Hillbeboe, 2005).
2.3 CARACTERÍSTICAS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO
La planta de tratamiento posee un sistema de tratamiento primario. Los
dispositivos que se usan en el tratamiento primario, están diseñados para retirar
7
de las aguas residuales los sólidos orgánicos e inorgánicos sedimentables,
mediante un proceso físico de sedimentación. Esto se lleva a cabo reduciendo la
velocidad del flujo. Las alcantarillas se construyen para mantener una velocidad de
unos 60 cm/s, la cual es apropiada para arrastrar con las aguas residuales todos
los sólidos y prevenir que se depositen en las líneas de alcantarillado. En el
tratamiento preliminar se disminuye la velocidad hasta unos 30 cm/s, durante un
corto lapso de tiempo, durante el cual se depositan como arenas los sólidos
inorgánicos más pesados. En el tratamiento primario la velocidad del flujo se
reduce hasta unos 2 cm/s en un tanque de asentamiento o sedimentación, durante
el tipo suficiente, para dejar que se depositen la mayor parte de los sólidos
sedimentables, que son principalmente orgánicos, separándose de la corriente del
agua residual (Hillbeboe, 2005).
Los principales dispositivos para el tratamiento primario son los tanques de
sedimentación, algunos de los cuales también tiene la función adicional de servir
para la descomposición de los sólidos orgánicos sedimentados, lo cual se conoce
como digestión de los lodos (Hillbeboe, 2005).
8
2.3.1 Diagrama de Proceso de la Planta de Tratamiento de Agua Residual
Chichorin, San Lucas Sacatepéquez, Sacatepéquez.
Entrada de
caudal
Caja
Desarenadora
Trampa de
Grasas
Tratamiento
Primario
Sedimentador
Primario
Tanque de
Cloración
Salida de
Caudal al
cuerpo
Receptor
By Pass
9
2.4 AGUAS RESIDUALES Y SUS CARACTERÍSTICAS
2.4.2 Temperatura
La determinación exacta de la temperatura es importante por diferentes procesos
de tratamiento y análisis de laboratorio, puesto que, por ejemplo el grado de
saturación de oxígeno disuelto (OD), la actividad biológica y el valor de saturación
con carbonato de calcio se relacionan con la temperatura. El estudio de la polución
de ríos, estudios limnológicos y en la identificación de la fuente de suministro en
pozos, la temperatura es un dato necesario (Rojas, 1999).
Para obtener buenos resultados, la temperatura debe tomarse en el sitio de
muestreo. Normalmente, la determinación de la temperatura puede hacerse con
termómetro de mercurio de buena calidad (Rojas, 1999).
2.4.3 Potencial de Hidrógeno
La concentración de iones de hidrógeno es un parámetro importante tanto para
aguas naturales como residuales. El rango adecuado de concentración para la
existencia de la mayor parte de la vida biológica es muy estrecho y crítico. Las
aguas residuales con una concentración adversa de iones de hidrogeno son
dificultosas de ser tratadas por medios biológicos, y si la concentración no es
alterada antes de la descarga, el afluente de las aguas residuales puede alterar la
concentración en las aguas naturales (MARN, 2005).
El pH no es una medida lineal o directa de la acidez o alcalinidad de un cuerpo de
agua, pero está relacionado con estas y puede usarse como controlador de acidez
o alcalinidad excesiva. El pH describe como el logaritmo negativo de la
concentración del ion H+. Los valores extremos de pH pueden causar la muerte
rápida de peces, alteración drásticas en la flora y la fauna, y reacciones peligrosas
10
secundarias (Bol Mendoza, Impacto por Nutrientes de las Aguas Residuales
Vertidas en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal, 2004).
El pH de los sistemas acuosos puede ser medido convenientemente con un
potenciómetro. Los papeles indicadores de pH cambian de color en presencia de
una base o un ácido. El pH se determina por medio de comparar el color del papel
a una serie de colores estándar (MARN, 2005).
2.4.4 Grasas y Aceites
En el lenguaje común, se entiende por grasas y aceites al conjunto de sustancias
pobremente solubles que se separan de la porción acuosa y flotan formando
natas, películas y capas iridiscentes sobre el agua, muy ofensivas estéticamente.
En aguas residuales, los aceites, las grasas y las ceras son los principales lípidos
de importancia. El parámetro de gases y aceites incluyen los esteres de ácidos
grasos de cadena larga, compuestos con cadenas largas de hidrocarburos,
comúnmente con un grupo de ácido carboxilo en un extremo; materiales solubles
en solventes orgánicos, pero muy insolubles en agua debido a la estructura larga
hidrofóbica del hidrocarburo. Estos compuestos sirven como alimento para las
bacterias, puesto que pueden ser hidrolizados en los ácidos grasos y alcoholes
correspondientes (Rojas, 1999).
Las grasas y los aceites son muy difíciles de trasportar en las tuberías de
alcantarillado, reducen la capacidad de flujo de los conductos, son difíciles de
atacar bacteriológicamente y, generalmente, se requiere su remoción en plantas
de pre-tratamiento. Las grasas y los aceites pueden constituir un problema serio
de contaminación en rastros, frigoríficos, industrias empacadoras de carnes,
fábricas de aceite de cocina y margarina, restaurantes, estaciones de servicio
automotor e industrias de distinta índole. Su cuantificación es necesaria para
determinar la necesidad del pre tratamiento, la eficiencia del proceso de remoción
y el grado de contaminación por estos compuestos (Rojas, 1999).
11
En plantas convencionales de tratamiento, las grasas pueden permanecer en el
efluente primario en forma emulsificada. A pesar de las destrucción de agentes
emulsificantes por el tratamiento biológico secundario, la grasa no utilizada se
separa del agua y flota en los tanques de sedimentación secundaria. Además, las
grasas y los aceites afectan adversamente la transferencia de oxígeno del agua a
las células e interfieren con su desempeño dentro del proceso de tratamiento
biológico aerobio. La rotura de las emulsiones aceitosas puede requerir
acidificación o agregación de coagulantes (Rojas, 1999).
2.4.5 Materia Flotante
Incluye toda la materia, excepto el agua contenida en los materiales líquidos. En
ingeniería sanitaria es necesario medir la cantidad del material solido contenido en
una gran variedad de sustancias líquidas y semilíquidas que van desde aguas
potables hasta aguas contaminadas, aguas residuales, residuos industriales y
lodos producidos en los procesos de tratamiento(Rojas, 1999).
2.4.5.1 Sólidos totales
Se definen como sólidos la materia que permanece como residuo después de
evaporación y secado a 103°C. El valor de los sólidos totales incluye material
disuelto y no disuelto. Para su determinación, la muestra se evapora en una
capsula previamente pesada, preferiblemente de platino o porcelana, sobre un
baño de María, y luego se seca a 103 – 105°C. El incremento del peso, sobre el
peso inicial, representa el contenido de sólidos totales o residuo total (Rojas,
1999).
2.4.5.2 Sólidos Disueltos
Son determinados directamente o por diferencia entre los sólidos totales y los
sólidos suspendidos. Si la determinación es directa, se filtra la muestra a través de
un filtro de asbesto o de fibra de vidrio, en un crisol Gooch; el filtrado se evapora
en una cápsula de peso conocido sobre un baño de María y el residuo de la
12
evaporación se seca a 103 – 105 °C. El incremento de peso sobre el de la capsula
vacía representa el contenido de sólidos disueltos o residuo filtrable (Rojas, 1999).
2.4.5.3 Sólidos Suspendidos
Son determinados por filtración a través de un filtro de asbesto o de fibra de vidrio,
en un crisol Gooch previamente pesado. El crisol con su contenido se seca a 103 -
105 °C; el incremento de peso, sobre el peso inicial, representa el contenido de
sólidos suspendidos o residuo no filtrable (Rojas, 1999).
2.4.5.4 Sólidos Sedimentables
La denominación se aplica a los sólidos en suspensión que se sedimentaran, bajo
condiciones tranquilas, por acción de la gravedad. La determinación se hace
llenando un conoImhoff de 1 litro de volumen y registrando el volumen de material
sedimentado en el cono, al cabo de una hora, en mL/L (Rojas, 1999).
La determinación de sólidos sedimentables es básica para establecer la necesidad
del diseño de tanques de sedimentación como unidades de tratamiento y para
controlar su eficiencia (Rojas, 1999).
2.4.6 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)
Es el parámetro de mayor uso en la medición de la contaminación orgánica en
agua residual y agua superficial. Constituye un índice general cualitativo del
contenido de materia orgánica presente en la muestra, “que es susceptible de
sufrir oxidación biológica” en corto periodo de tiempo. Este parámetro es la
cantidad de oxigeno requerido para la oxidación química y biológica de las
sustancias existentes en el agua en condiciones ambientales o sustancias
existentes en el agua en condiciones ambientales o normalizadas. Pueden
contribuir: la materia orgánica carbónica utilizada como alimento o degradable por
13
organismos aeróbicos, nitrógeno de nitritos, amoniaco o compuestos orgánicos,
nutrientes para bacterias específicas y algunos compuestos químicamente
oxidables como iones ferrosos, sulfuros, sulfito, que reaccionan con oxígeno
disuelto o son metabolizados por bacterias. En la mayoría de procesos industriales
y aguas residuales, la DBO5 mire la materia orgánica y amoniaco (derivado de
materia vegetal o animal). Su normalización como DBO5, se debe a que el oxígeno
requerido en cinco días en condiciones determinadas para su oxidación (Bol
Mendoza, Impacto por Nutrientes de las Aguas Residuales Vertidas en la Cuenca
del Rio Dulce y Lago de Izabal, 2004).
Se utiliza como determinación de la capacidad contaminante de un agua residual y
como elemento control para conocer el grado de depuración o contaminación de
los receptores hídricos (Bol Mendoza, Impacto por Nutrientes de las Aguas
Residuales Vertidas en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal, 2004).
2.4.7 Demanda Química de Oxígeno (DQO)
La DQO es una medida aproximada del contenido de materia orgánica y todo el
material oxidable presente en una muestra de agua, y se expresa como “el
oxígeno equivalente al contenido de materia orgánica”, en miligramos por litro. En
condiciones naturales, dicha materia orgánica puede ser biodegradable
lentamente, oxidada, a CO2 y H2O, mediante un proceso lento que puede tardar,
des unas pocas semanas hasta unas cuantas décadas, dependiendo del tipo de
materia orgánica presente. El DQO es un ensayo de oxidación química que se
utiliza para estimar la demanda total de oxígeno para oxidar los compuestos
presentes y se basa en la oxidación de componentes orgánicos, por agentes
oxidantes fuertes, en medio ácido y con algunos catalizadores inorgánicos. Es
más preciso y exacto que la DBO5 (Bol Mendoza, Impacto por Nutrientes de las
Aguas Residuales Vertidas en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal, 2004).
2.4.8 Nitrógeno Total
14
Está constituido por el nitrógeno que forma parte de los compuestos presentes en
una muestra y puede ser determinado como tal. La diferencia entre el nitrógeno
total y el nitrógeno de especies inorgánicos constituyen el nitrógeno orgánico, el
cual presenta una reserva para la conversión a formas más accesibles para la
cadena trófica, por lo cual, es de importancia en los procesos de eutrofización. El
nitrógeno orgánico puede convertirse en amoniaco por las bacterias saprofitas,
siendo por lo tanto una fuente energética para las bacterias autótrofas que lo
transforman en iones nitrito y nitrato. Estas especies requieren 4.5 veces más
oxigeno que el que requiere el amoniaco, por lo que afecta los niveles de oxígeno
disuelto (Bol Mendoza, Impacto por Nutrientes de las Aguas Residuales Vertidas
en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal, 2004).
2.4.9 Fósforo Total
El fósforo también es esencial para el crecimiento de algas y otros organismos
biológicos. Debido a brotes nocivos de algas que surgen en la superficie de las
aguas, hay mucho interés en la actualidad por el control de la cantidad de
compuestos de fósforo en las aguas superficiales de las descargas domésticas e
industriales y los escurrimientos agrícolas y naturales. Por ejemplo, las aguas
residuales municipales pueden contener de 4 a 15 mg/l de fósforo (MARN, 2005).
Las formas usuales del fósforo encontradas en soluciones acuosas incluyen
ortofosfatos, poli fosfatos y fosfato orgánico. Los ortofosfatos están disponibles
para el metabolismo biológico sin mayores desgloses. Los poli fosfatos incluyen
aquellas moléculas con dos o más átomos de fósforo, átomos de oxígeno y en
algunos casos, átomos de hidrogeno combinados en moléculas complejas. Los
poli fosfatos sufren de hidrólisis en soluciones acuosas y revierten a la forma de
ortofosfatos; sin embargo, esta hidrólisis es usualmente lenta. El fósforo limitado
orgánicamente, normalmente reviste una menor importancia en la mayoría de los
residuos domésticos, pero pueden ser un componente importante de residuos
industriales y lodos de las aguas residuales (MARN, 2005).
15
El orto fosfato puede ser determinado al agregar directamente una sustancia tal
como molibdato de amonio, que formara un complejo de color fosfato. Los poli
fosfatos y fosfatos orgánicos deben ser convertidos a ortofosfatos, utilizando el
proceso de digestión acida, ante ellos pueden ser determinados de una forma
similar (MARN, 2005).
2.4.10 Arsénico
Elemento presente en la naturaleza y que puede ser tóxico para el hombre en
forma aguda o crónica. Se encuentra en forma trivalente o pentavalente tanto en
compuestos inorgánicos como orgánicos (Castro de Esparza, 1988).
Los métodos para remover arsénico se basan principalmente en la oxidación a la
forma pentavalente para luego sedimentar con coagulación con sulfato férrico a
pH de 6-8, con alumbre a pH de 6-7, o ablandamiento con cal a pH 11. Con ellos
la remoción de arsénico puede llegar a más del 90%, a escala experimental de
laboratorio y plantas piloto (Castro de Esparza, 1988).
2.4.11 Cadmio
Se emplea en aleaciones con aluminio, cobre, níquel, oro, plata y zinc para facilitar
su fundición, en la fabricación de electrodos en baterías alcalinas, en los reactores
nucleares para atrapar neutrones, en amalgamas dentales, en la manufactura de
lámparas fluorescentes, semiconductores, plásticos, foto celdas y joyería, así
como en la industria automovilística. El Cd se introduce en cultivos por el riego con
agua contaminada y por el empleo de tubería y tanques de almacenamiento
galvanizados con zinc. También, se encuentra en los desechos líquidos del electro
platinado o de la industria galvanoplástica. Hay una presencia difusa del elemento
16
debido a los fertilizantes y a la contaminación local del aire. Los alimentos son la
principal fuente de exposición cotidiana al cadmio (Jiménez, 2002).
Concentración de Cd a partir de 37µg/L es tóxica para ciertos peces. Es peligroso
para el ser humano a partir de 1 mg/L, por lo que se ha establecido un valor guía
para el agua de consumo humano de 0.003 mg/L según la OMS en 1995
(Jiménez, 2002).
2.4.12 Cianuro Total
No es común encontrarlo en el agua natural. Elemento tóxico para el hombre, se
estima que una dosis de 50 – 60 mg/L puede ser fácilmente fatal, pero si esta es
del orden de 10mg/L o menos no es nociva; el cuerpo rápidamente lo convierte en
tiocianatos, cuya forma es mucho menos tóxica. La cloración llevada hasta
obtener cloro residual, a pH neutro o ligeramente alcalino, reduce los niveles de
cianuro por debajo de los límites prepuestos como deletreos (Castro de Esparza,
1988).
2.4.13 Cobre
El cobre se encuentra normalmente en el agua potable. En bajos niveles, puede
derivar del desgaste de las rocas y alguna contaminación industrial que se
produzca, pero las principales fuentes en los suministros de agua son la corrosión
de las tuberías de cobre y bronce, de los accesorios y de la adición de sales de
cobre durante el tratamiento para el control de algas (Perry, 2002).
El cobre es un requisito nutricional. La falta de cobre suficiente conduce a la
anemia defecto del esqueleto, degeneración del sistema nervioso y anormalidades
reproductivas. La ingesta segura y adecuada de cobre es de 1.5 a 3 mg/día (Perry,
2002).
La dosis excesiva de cobre es excretada; sin embargo en dosis elevadas el cobre
puede causar efectos agudos, como perturbaciones gastrointestinales, daños en el
17
hígado y sistema renal y anemia. Las pruebas de mutagenidad han sido negativas
(Perry, 2002).
El cobre está regulado bajo las provisiones especiales de la reglamentación del
cobre y plomo. Bajo esta norma, si más del 10 por 100 de muestras de agua del
grifo residual tienen cobre por encima del nivel de 1.3 mg/L, los abastecedores de
agua deben minimizar la corrosión. Una norma secundaria de 1.0 mg/L se aplica
al agua que sale de la planta (Perry, 2002).
2.4.14 Cromo
El cromo aparece en el agua potable en sus estados de valencia +3 y +6, siendo
el más común el +3. La valencia está influenciada por el nivel de desinfección, el
pH, el oxígeno disuelto y la presencia de materia orgánica reducible. Las fuentes
principales para el agua son la minería, los residuos de las operaciones de electro
disposición, la combustión de basuras y los combustibles fósiles (Perry, 2002).
El cromo III es esencial para la nutrición, tiene baja toxicidad, y se absorbe poco.
Su falta de lugar a intolerancia a la glucosa, incapacidad de asimilar la glucosa,
incapacidad de asimilar la glucosa y otros desordenes metabólicos. Se estima un
ingesta segura y adecuada de 50 a 200 µg/ día, que es aproximadamente un
rango de dieta de ingesta diaria (Perry, 2002).
El cromo VI es toxico, produciendo daños al hígado y riñón, hemorragia interna y
desordenes respiratorios, así como cáncer en el hombre y los animales a través
de la exposición por ingestión. El cromo VI se reduce notablemente a III por
reacción con los jugos gástricos y salivar. Para el agua potable la USEPA
considera el cromo carcinogénico humano inclasificable (Perry, 2002).
2.4.15 Mercurio
El mercurio aparece en el agua principalmente como sal inorgánica y como
compuesto orgánico (metil mercurio) en los sedimentos y en el pescado. Los
18
orígenes de este mercurio incluyen la combustión de combustibles fósiles,
incineración de productos que contienen mercurio, la pasada utilización de
pesticidas contenido mercurio, y el lixiviado de mercurio orgánico de pinturas anti
hongos así como de los orígenes naturales(Perry, 2002).
Los límites de mercurio orgánico son de 2 µg/L, basados en la inducción de
enfermedades autoinmunes del riñón (Perry, 2002).
2.4.16 Níquel
El níquel es común en el agua potable. La mayoría del níquel es excretado; sin
embargo, tiene lugar algo de absorción a través del tracto gastrointestinal. El
cuerpo necesita cantidades muy pequeñas, trazas aproximadas de 200 a 500
µg/día son proporcionales a la dieta diaria (Perry, 2002).
Hay escasos datos útiles sobre los efectos crónicos de la sobreexposición,
excepto que los compuestos de níquel son carcinogénicos vía inhalación e
inyección en animales de laboratorio. En el hombre la incidencia de los canceres
del tracto respiratorio en trabajadores de refinerías de níquel es significativamente
mayor. Sin embargo, no se ha demostrado que el níquel sea carcinogénico vía
exposición oral. Varios estudios sugieren que no es carcinogénico a 5mg/L, en el
agua potable dada a ratas y ratones (Perry, 2002).
El cloruro de níquel dio negativo en pruebas de cribado de mutagenidad
bacteriana; sin embargo, ambos cloruro de níquel y sulfato de níquel dieron
positivos en el test de metagenicidad y aberración cromosómica en células
mamarias (Perry, 2002).
Por su ingestión, la USEPA considera al níquel clasificable respecto a la
carcenogenicidad humana. Los límites de 100 mg/L está bajo revisión (Perry,
2002).
2.4.17 Plomo
19
El plomo aparece principalmente en el agua potable a partir de la corrosión de
tubo de plomo y de las soldaduras de los grifos construidos con bronce o cobre
emplomado, especialmente en zonas de agua blanda o acida (Perry, 2002).
2.4.18 Cinc
El cinc comúnmente aparece en las fuentes de agua y puede llegar a las aguas
tratadas a través de la corrosión de tubos metálicos galvanizados (Perry, 2002).
2.4.19 Coliformes Fecales
Los coliformes fecales son un subconjunto del grupo de coliformes
totales.Escherichiacoli es el mayor subconjunto del grupo de coliformes totales. Se
distinguen en el laboratorio por su habilidad o capacidad para crecer a elevadas
temperaturas (44.5°C), y por la capacidad del Escherichiacoli para producir
enzima glucoronidasa, que hidroliza al 4-metil.unbelliferyl – β-D- glucoronido
(MUG). Ambos coliformes, los fecales y el E.Coli, son mejores indicadores de la
presencia de contaminación fecal reciente que los coliformes totales, pero no
distinguen entre contaminación humana y animal. Además, las densidades de la
contaminación fecal y de Escherichiacoli, son normalmente mucho más bajas que
las de los coliformes totales; así que no se utilizan como indicador de la efectividad
del tratamiento y de la contaminación post-tratamiento. Escherichiacoli, es un
indicador más específico de contaminación fecal que el grupo fecal coliformes.
Bajo la norma decoliformes totales, todas las muestras positivas de coliformes
totales deben ser testadas o probadas, bien para coliformes fecales o bien para
Escherichiacoli. (Perry, 2002).
2.5 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN GUATEMALA
Se entiende que la naturaleza de las aguas residuales es esencial para el manejo
de la calidad ambiental así como para el diseño y operación de plantas de
tratamiento e instalaciones de desecho (MARN, 2005).
20
En relación a los procesos de contaminación, el hombre contamina el suelo con
sus excretas y con mala disposición de desecho líquidos y sólidos domésticos,
comerciales e industriales. Esta contaminación se infiltra al suelo o es llevada por
la lluvia hacia cuerpo de agua. El hombre también contamina directamente a
cuerpos de agua con efluentes de alcantarillado sin tratamiento (MARN, 2005).
Las excretas humanas al aire libre y las aguas residuales domesticas crudas (sin
tratamiento) tienen mal olor y son un riesgo para la salud y el ambiente (MARN,
2005).
El Reglamento de Descargas y Reusó de Aguas Residuales y de la Disposición
de Lodos, Decreto 236 – 2006 requiere 20 parámetros de calidad de agua para
determinar las características del efluente. Estos incluyen un rango de parámetros
físicos, químicos y microbiológicos para proveer información sobre el cual poder
basarse para la evaluación de la calidad de agua. El máximo límite permisible se
determina para cada parámetro, pero varía dependiendo del lugar de la descarga
de aguas. Se consideran los siguientes tres casos: (a) hacia cuerpo de agua
receptores incluyendo estero, (b) a cuerpos de agua receptores para aguas
residuales municipales, y (c) hacia el sistema de alcantarillado público. Los
estándares de calidad para cada uno de los anteriores casos se proporcionan en
la Cuadro 1. El enfoque conceptual básico para el mejoramiento del ambiente
acuático se base en la reducción progresiva de los contaminantes en las aguas,
por lo que el periodo del plan de reducción se clasifica en cuatro etapas hasta final
del año meta (MARN, 2005).
Cuadro 1. Artículo 21. Límites máximos permisibles para entes generadores
nuevos reglamento 236-2006.
Parámetros Dimensionales Límites Máximos
Permisibles
21
Temperatura Grados Celcius TCR +/- 7
Grasas y aceites Miligramos por litro 10
Materia flotante Ausencia/Presencia Ausente
Sólidos
suspendidos Miligramos por litro 100
Nitrógeno total Miligramos por litro 20
Fósforo total Miligramos por litro 10
Potencial de
hidrogeno
Unidades de potencial de
hidrógeno 6 a 9
Coliformes fecales Miligramos por litro < 1 x 10 4
Arsénico Miligramos por litro 0.1
Cadmio Miligramos por litro 0.1
Cianuro total Miligramos por litro 1
Cobre Miligramos por litro 3
Cromo hexavalente Miligramos por litro 0.1
Mercurio Miligramos por litro
0.01
Níquel Miligramos por litro
2
Plomo Miligramos por litro
0.4
Zinc Miligramos por litro
10
22
Color Unidades platino cobalto 500
2.6 TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL EN EL MUNICIPIO DE SAN LUCAS
SACATEPEQUEZ, SACATEPEQUEZ.
San Lucas Sacatepéquez es un municipio que poco a poco se ha convertido en un
lugar industrial y concentrador de actividades comerciales debido a su ubicación
sobre una de las carreteras más importantes del país (SEGEPLAN, 2010).
De acuerdo con la información recabada en los registros demográficos de la
municipalidad de San Lucas Sacatepéquez, la cabecera municipal tiene una
población de 18,000 habitantes integrados en 3,000 familias de las cuales el 52%
son de género masculino el resto femenino, sin presencia de grupos étnicos, se
habla idioma español únicamente y la población crece con una tasa geométrica
anual de 3.1% (SEGEPLAN, 2010).
Según el diagnóstico del MAGA 2001, el territorio de San Lucas Sacatepéquez
está dividida en dos cuencas hidrográficas la cuenca del rio Achiguate y la cuenca
del rio Motagua drenando hacia la vertiente del pacifico.
Cuadro 2. Cuencas del Municipio de San Lucas Sacatepéquez
Vertiente del Pacifico Vertiente del Caribe
Microcuenca Rio Pensativo --
Subcuenca Rio Guacalate Rio Pixcaya
Cuenca Rio Achiguate Rio Motagua
Figura 1: Cuenca del Rio Achiguate
23
\
.
La temperatura media anual en San Lucas Sacatepéquez es de 19.03 °C y la
precipitación media anual es de 1265.8 mm según los reportes de la estación
meteorológica. En el área de definen dos épocas: la seca de noviembre a abril y la
lluviosa de mayo a octubre (Alux, 2009).
De acuerdo con la clasificación de reconocimiento de suelos de Guatemala
Simmons, indica que, para el municipio de San Lucas Sacatepéquez la serie de
suelos son:
Serie Cauque (Cq): ceniza volcánica pomácea de color claro,
pertenecientes a relieves ondulados a fuertemente inclinados, poseen
drenaje interno muy bueno son de color café muy claros de textura y
profundidad de 75 cm.
Serie Guatemala fase pendiente (Gtp):suelos poco profundos sobre
material volcánico débilmente cementado de relieve demasiado escarpado
para el uso de cultivos limpios, características de los suelos de la cuenca
del motagua
24
El porcentaje de viviendas de la localidad que cuenta con un servicio de drenaje
es de 98% y un 2% no cuenta con servicio vertiendo aguas hacia pequeñas
laderas o directamente al rio. El 100% de los hogares posee letrina o inodoro.
Figura 2: Manejo de Excretas y drenajes. INE 2001
Existen actualmente funcionando tres plantas de tratamiento de agua residual en
este municipio y una de ellas es la planta Chichorin que tiene 150 viviendas
conectadas a esta red de drenaje incluidas algunas industrias pequeñas que en
algún momento pueden estar conectadas sin haber sido incluidas en el diseño
original del sistema de drenaje.
Uno de los planes de la municipalidad es mejorar el sistema y la red de drenajes
municipales a un 100% y a su vez darle una eficiencia del 100% a las plantas de
tratamiento que actualmente se encuentran en el municipio ya que con los
cambios de personal administrativo en algún momento estas han sido descuidas y
se busca garantizar la calidad de agua en cada uno de los sistemas de tratamiento
con un enfoque al año 2020.
2.7 TIPOS DE TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL
25
Las aguas residuales pueden ser utilizadas para riego y fertilización ya que
poseen una gran cantidad de nutrientes orgánicos (nitrógeno y fosforó
principalmente). Un ejemplo del reusó del agua residual es en el departamento de
Sololá donde a través de sus plantas de tratamiento el agua residual es utilizada
para riego y fertilización de cultivos (Sanchéz de León, 2001)
Los tratamiento para las aguas de desecho, pueden reconocerse en base a su
ubicación en el proceso de limpieza, como primario, secundario y avanzado
(Rodie, 1987).
El tratamiento primario es el más sencillo y en la limpieza del agua y tienen la
función de preparar el agua, limpiándola de todas aquellas partículas cuyas
dimensiones puedan obstruir o dificultar los procesos consecuentes. Esto
tratamientos son, el cribado o rejillas de barrera, la flotación o eliminación de
grasas y sedimentación (Massieu, 2008).
Algunos sistemas como es el caso de la flotación y la sedimentación, pueden ser
utilizados dentro del proceso de tratamientos secundarios y no forzosamente como
un método primario aislado (Massieu, 2008).
Según (Rodie, 1987) las mallas o barreras son importantes en el tratamiento
primario porque buscan remover la materia flotante que trae consigo el agua, y
sobre todo si proviene de mantos superficiales, que fácilmente pueden ser
contaminados por papel, plásticos grandes, troncos de madera entre otros, ya que
si estos no se eliminan pueden causar daños a los mecanismos o bloquear
tuberías. Estas rejas, también llamadas cribas, tienen que ser diseñadas de un
material anticorrosivo para evitar el desgaste con la fricción del paso de agua. Las
cribas se fabrican dejando una abertura entre sus barras dependiendo del
propósito que se busque.
La localización de las cribas debe ser en un deposito que tenga una base a mayor
profundidad de la parte inferior de la tubería, con una pequeña inclinación, con el
26
objetivo de que disminuya la presión del aguay se tenga mayor superficie de
contacto con la rejilla (Rodie, 1987).
La eliminación de los aceites y grasas es importante ya que estos son
provenientes de la basura producida por el hombre, estas grasas pueden causar
daños en los procesos de limpieza por su viscosidad, obstruyendo las rejillas,
ductos o impidiendo la correcta aireación en los sistemas (Rodie, 1987)
Para solucionar estos problemas se colocan, trampas de aceite, que pueden ser
tan sencillos como tubos horizontales abiertos en la parte superior dispuestos en
la superficie de los tanques, con el fin de captar la película de aceite que flota en el
agua (Rodie, 1987).
El proceso de sedimentación está planteado como complementario en el
desarrollo total del agua. La función básica de la sedimentación es separar las
partículas suspendidas del agua. Los sistema de decantación pueden ser simples,
es decir trabajar únicamente con la gravedad, eliminando las partículas más
grandes y pesadas, o bien, se pueden utilizar sistemas coagulantes, para atraer a
las partículas más finas y retirarlas del agua (Rodie, 1987).
El tratamiento secundario tiene como objetivo el limpiar el agua de aquellas
impurezas cuyo tamaño es mucho menor a la que pueden captar por la
decantación y las rejillas, para ello, los sistemas se basan en métodos mecánicos
y biológicos combinados. Estos sistemas al manejar aspectos biológicos son
afectados por factores externos, como son los climáticos, por lo que se tienen que
estudiar sus características y adaptación al sitio del proyecto, para poder hacer
una elección adecuada (Glynn, 1999).
Los sistemas secundarios son diversos y cada uno tiene sus variaciones existen
sistemas de percolación, tratamiento anaeróbico.
Los sistemas de percolación pueden variar en diseño pero trabajan de la
misma manera. Los filtros de escurrimiento son un modelo de percolador
que se puede usar como referencia para estudiar este sistema. Estos
27
filtros biológicos son tanques circulares con diferentes profundidades
dependiendo del porcentaje de agua a tratar, con un contenido de piedras
o escoria granular de 21/2 a 4 pulgadas. A este tanque se le aplica un
roció continuo de las aguas residuales por medio de aspersores que rotan
en la superficie, el agua se filtra poco a poco por la gravilla dejando con el
tiempo una película de materia orgánica que contiene bacterias trabajan
estabilizando el agua, una vez que el líquido llega al fondo es recolectada
por bloques de desagüe con las dimensiones necesarias para evitar el
paso de gravilla. Un segundo tanque de filtración puede ser utilizado, este
se compone de arena y trabaja con películas más delgadas de
contaminantes (Rodie, 1987).
Al proyectar un filtro de escurrimiento hay que tener presente que se está
dejando una película de materia orgánica ventilada, esto puede ocasionar
la aparición de plagas como mosquitos, por lo cual conviene evaluar todas
las posibilidades y mecanismos de control (Rodie, 1987).
Los tratamientos anaeróbicos son un poco más complejos que los antes
mencionados, la digestión anaeróbica, es el proceso mediante el cual
organismos catabolizan y asimilan sus alimentos en ausencia de oxígeno,
e implícitamente de aire (Rodie, 1987).
Los reactores de 1era Generación anaerobios pueden ser considerados las
fosas sépticas y lagunas anaerobias, pero estos son únicamente el inicio
de estos sistemas. Los sistemas anaerobios de la primera generación se
desarrollaron con la introducción del digestor convencional, que se aplica
para la estabilización de los desechos. Consiste en un tanque cerrado sin
agitación, ni calentamiento, donde la actividad de microorganismos
representa un pequeño porcentaje de la totalidad del tanque. El sistema de
digestión anaerobio evoluciono con la incorporación de un agitador
mecánico que puede funcionar por medio del biogás producido por este u
28
otro sistema de limpieza implementado en el tratamiento de aguas
residuales. El agitador tiene el propósito de remover la materia orgánica
hacia un reactor, también incorporado, que por medio de calor brinda
mejores resultados. A causa de estos dos nuevos elementos añadidos, las
aguas mantienen grandes cantidades de materia suspendida, por lo que
posteriormente se le incorporo un sistema de decantación al afluente para
la retención de los sólidos antes de salir del proceso (Rodie, 1987).
Los reactores de 2da generación fueron desarrollados en la década de los
ochenta y posee ventajas sobre sus antecesores, que los hacen más
eficientes en la limpieza del agua destacando la disminución de la
retención de agua, siendo de 5 a 3 días, lo que implica una reducción en el
volumen del reactor. Otras ventajas son la adaptación rápida a cambios de
alimentación, que varía según los contaminantes que se estén limpiando, y
por ultimo también es importante la resistencia a productos tóxicos (Rodie,
1987).
Los tratamientos de sistema natural se basan en las diferentes composiciones de
suelos y fauna tiene la capacidad de responder a contaminantes naturales que
aprovechan para su desarrollo, por lo que en los últimos años se ha incorporado
a la naturaleza en los procesos de limpieza de las aguas residuales. Los
sistemas se aplican una vez que el agua ha recibido un tratamiento previo, para
que la carga contaminante se aproxime a la capacidad de purificación que tiene
tanto plantas como suelos. Estos sistemas a diferencia de los reactores, son
sistemas aeróbicos, es decir, necesitan del oxígeno para su correcto
funcionamiento (Rodie, 1987).
29
III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
3.1 Planteamiento del Problema y Justificación del Trabajo
Es muy preocupante el acelerado deterioro de los recursos hídricos en Guatemala,
esto se ha debido a la indiferencia de algunos entes contaminantes y reguladores,
la falta de conocimientos de las personas en cuanto a la disposición apropiada de
las aguas residuales, la escasez de recursos para darles el tratamiento necesario
y la abundancia de casos sin control de descarga de niveles altamente peligrosos
de contaminantes y principalmente a una regulación ambiental muy débil (Morales,
2007).
La investigación propuesta pretende ser un instrumento de apoyo y además
propone un manejo adecuado de los desechos vertidos en el agua de modo que la
descarga final asegure la preservación de la vida de la cuenca y los habitantes
que se encuentran alrededor del área.
La importancia de realizar este trabajo en el municipio de San Lucas
Sacatepéquez, es que se cuenta con el apoyo de organizaciones internacionales
y una oficina de control ambiental; además, posee una planta de tratamiento
primario, en la cual se colectan gran cantidad de agua residual, la cual previo a su
llegada a la planta no han sido manejadas de manera adecuada arrastrando todo
tipo de material de desecho orgánico e inorgánico colectado en el alcantarillado
público.
30
IV. OBJETIVOS
4.1 Objetivo General
Evaluar la eficiencia en época seca de la planta de tratamiento de agua
residual municipal por medio de características fisicoquímicas y
bacteriológicas en el municipio de San Lucas Sacatepéquez,
Sacatepéquez.
4.2 Objetivos Específicos
1. Caracterizar en el agua que ingresa a la planta los parámetros
fisicoquímicos como pH, Temperatura, Oxígeno disuelto, Nutrientes,
Demanda química y bioquímica de Oxígeno, Sólidos Flotantes,
Sedimentables y en Suspensión así como bacterias fecales y totales de las
aguas residuales de la planta de tratamiento en San Lucas Sacatepéquez,
basándose en el decreto 236 -2006 del congreso de la república de
Guatemala.
2. Determinar la eficiencia y la carga contaminante promedio mediante el aforo
volumétrico de la descarga municipal de la planta de tratamiento de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez.
3. Evaluar en forma preliminar los factores ambientales y geográficos de los
lugares en donde se generan las aguas residuales para realizar una
propuesta de mejora a la planta de tratamiento.
31
V. METODOLOGIA
5.1 Ambiente:
San Lucas Sacatepéquez se encuentra situado en la parte Este del departamento
de Sacatepéquez, en la Región V o Región Central. Se localiza en la latitud 14º 36'
29" y en la longitud 90º 39'32" (Ver Figura11).
Limita al Norte con el municipio de Santiago Sacatepéquez (Sacatepéquez); al Sur
con el municipio Santa Lucía Milpas Altas (Sacatepéquez); al Este con el
municipio de Santiago Sacatepéquez (Sacatepéquez); y al Oeste con el municipio
de San Bartolomé Milpas Altas (Sacatepéquez).
Cuenta con una extensión territorial de 5 kilómetros cuadrados y se encuentra a
una altura de 2,062 metros sobre el nivel del mar.
Cuenta con una cantidad de 18,000 pobladores reportados en el INE para el censo
del año 2002, y el municipio cuenta con 1 pueblo, 2 aldeas y 8 caseríos. La
cabecera con categoría del pueblo, San Lucas Sacatepéquez, tiene los caseríos
Chichorín, Chiquel, El Manzanillo, San José y Hicamán.
Y entre sus accidentes hidrográficos se encuentran los Ríos: Chichorín, Chiteco,
Choacorral, La Embaulada, Las Vigas y San José.
5.2 Sujeto y Unidades de Análisis
El sujeto a investigar es la planta de tratamiento de agua residual, y sus unidades
de análisis son cada uno de los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos
establecidos en el decretó 236 – 2006“REGLAMENTO DE LAS DESCARGAS Y
REUSO DE AGUAS RESIDUALES Y LA DISPOSICION DE LODOS”.
5.3 Tipo de investigación
32
La investigación a realizar es de tipo descriptiva ya que se realiza una
caracterización de las aguas residuales de la planta de tratamiento de agua
residual ubicada en el municipio de San Lucas Sacatepéquez, del departamento
de Sacatepéquez.
5.4 Instrumentos
Para la realización de este trabajo de investigación se utilizan los siguientes
instrumentos.
5.4.1 Insumos de Campo
GPS, Mapas cartográficos, Cámara digital, Libreta de campo, Equipo de
multiparámetro: Potenciómetro, Oxímetro y Conductímetro, molinete (Caudal),
recipientes para toma de muestras, frascos de 1000 cm3, termómetro ambiental,
hielera, hielo, maskingtape, etiquetas, marcador, automóvil.
El termómetro a utilizar será de mercurio y se verificara rutinariamente contra un
termómetro calibrado. Los envases que se utilizaron son de plástico o vidrio lo
suficientemente resistentes para no afectar la concentración de los contaminantes
que se van a medir.
5.4.2 Insumos de laboratorio
Reactivos,Cámara de Incubación para DBO5, Termo reactor para DQO, Fotómetro
UV, Cámara de Desecación Sólidos, Incubadora para coliformes
5.5 Procedimiento:
Para realizar la investigación, y cumplir con los objetivos propuestos se llevaron a
cabo los siguientes pasos.
1. Se tomaron muestras de agua en época seca.
2. Se efectuaron 4 muestreos en época de seca, los muestreos se efectuaron
en un periodo aproximado de un mes para cada muestra, se tomaron las
33
muestras en envases plásticos y de vidrio con un tamaño de 1.89 lts. lo
suficientemente resistentes para no afectar la concentración de los
contaminantes.
3. Igualmente se caracterizó el caudal cada vez que se tomaron las muestras
de calidad de agua.
4. Por cada muestreo se efectuaron la técnica de la carga contaminante de
Kjeldahl para evaluar la eficiencia y remoción de la planta de tratamiento.
5. Se tomó en cuenta las variables intervinientes (lluvia, calor, humedad) para
inferir si influyen en la calidad y cantidad del agua.
6. Se tabulan y grafican los resultados
7. Discusión de resultados
8. Conclusiones y recomendaciones
Los muestreos se realizaron en el laboratorio de Análisis Fisicoquímicos y
Microbiológicos de la Universidad de San Carlos en la unidad de calidad de agua
(LAFYM).
5.5.1 Fase de Campo
Se realizaron los muestreos de calidad de agua en la planta de tratamiento de
agua residual de la aldea Chichorin en el municipio de San Lucas Sacatepéquez,
Departamento de Sacatepéquez, estos muestreos fueron realizados durante los
meses de enero, febrero, marzo y abril del año 2013. Esta planta de tratamiento es
de tipo biológica, se le aporta un caudal de 84375 l/día en el cual se establece
que no solo recibe aguas ordinarias sino también de tipo especial derivado de
agua de talleres mecánicos y lavanderías asimismo una fábrica de alimentos, una
imprenta y una empresa de limpieza de baños portátiles (Ver Figura12).
Para la metodología de la toma de muestras se procedió a seguir el Manual para
Manejo de Aguas Residuales del Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales
(MARN), donde detalla los tipos de recipientes que se deben de utilizar, la forma
34
de tomar las muestras, medir la temperatura y seguir la cadena de custodia hasta
llevarlo al laboratorio para su respectivo análisis (Ver Anexo 1).
Se utilizó una libreta de campo en donde se anotaron las fechas y horas en las
que se realizaron las mediciones de los parámetros que se midieron in situ como
el pH y la temperatura y las muestras que debían ser trasladadas a laboratorio
para la realización de los análisis, para el traslado de las muestras se utilizó una
hilera que tenía una temperatura de 20°C para mantener las muestras frescas y no
afectar la calidad de las mismas.
Se utilizó una hoja de muestras (Ver Anexo2) en donde se recopilaron los datos
más importantes del muestreo, como temperatura de la muestra, pH, clima, la hora
del muestreo para hacer más eficiente la toma de datos y se determinan que
parámetros se midieron in situ y cuales en laboratorio.
La toma del caudal se realizó al momento de la toma de muestra. Se utilizó el
método volumétrico, realizando cuatro mediciones con un intervalo de veinte
minutos entre las mediciones y luego se calculó a través de la media aritmética el
caudal promedio en cada uno de los muestreos.
Para obtener el valor del caudal en m3/s se utilizó la siguiente conversión:
Para el cálculo de la carga contaminante para los parámetros sanitarios
importantes como la Demanda Química de Oxígeno (DBO5) y la Demanda
Química de Oxígeno se utilizó la siguiente fórmula:
CC = Carga Contamínate
[Q] = Caudal
35
Concentración = Concentración del elemento
Para evaluar la eficiencia de la planta de tratamiento se utilizó la siguiente fórmula:
Para tener conocimiento si el agua residual es de uso doméstico o industrial
se realizó, la división entre la DBO5 y DQO es mayor 0.6 indica que un vertido
orgánico, fácilmente depurable de forma biológica pero si en la división el
número es menor a 0.2 es un vertido inorgánico, imposible de depurar de
forma biológica (Nerin de la Puerta).
5.5.2 Metodología de Muestreo
El objetivo del muestreo fue obtener una parte representativa del material bajo
estudio (cuerpo de agua, efluente industrial, agua residual, etc.) para luego ser
transferido al laboratorio para el respectivo análisis, momento en el cual la muestra
debe de conservar las características del material original. Para lograr el objetivo
se requiere que la muestra conserve las concentraciones relativas de todos los
componentes presentes en el material original y que no hayan ocurrido cambios
significativos en su composición antes del análisis.
o Limpieza y Preparación del Equipo de Muestreo:
Los métodos de limpieza y preparación del equipo de muestreo variarán
según los parámetros a muestrearse. Esta sección menciona la limpieza y
preparación de los recipientes y frascos de muestreo para los
contaminantes convencionales, DBO5, SST, coliformes, aceites y grasas y
pH), para metales y para sustancias orgánicas. Muchos proveedores
venden frascos de muestreo pre-lavados con distintas especificaciones de
limpieza. Se recomienda emplear un frasco como testigo, al analizar las
muestras, para verificar que los frascos no sean fuente de contaminación.
36
o Muestra Simple o Puntual:
La muestra que se tomo fue simple ya que este tipo de muestra representa
la composición del cuerpo de agua original para el lugar, tiempo y
circunstancias particulares en las que se realizó su captación.
o Control y Vigilancia:
El proceso de control y vigilancia del muestreo, preservación y análisis
(chain-of custodyprocedure) es esencial para asegurar la integridad de la
muestra desde su recolección hasta el reporte de los resultados; incluye la
actividad de seguir o monitorear las condiciones de toma de muestra,
preservación, codificación, transporte y su posterior análisis. Este proceso
es básico e importante para demostrar el control y confiabilidad de la
muestra. Se considera que una muestra está bajo la custodia de una
persona si está bajo su posesión física individual, a su vista, y en un sitio
seguro.
o Etiquetas: Para prevenir confusiones en la identificación de las muestras, se
pegaron al frasco de muestras en el momento del muestreo, estas eran
etiquetas adhesivas en las que se anotó, con tinta a prueba de agua, la
siguiente información: número de muestra, nombre del recolector, fecha,
hora y lugar de recolección.
o Libro de campo:
Se registra toda la información pertinente a observaciones de campo o del
muestreo, en el que se incluyó como la siguiente información: punto de
37
muestreo y se anotaron las coordenadas del lugar, tipo de muestra, se
identifica el proceso que produce el efluente, número y volumen de muestra
tomados; descripción del punto y método de muestreo; fecha y hora de
recolección; método de transporte de la muestra; se tomaron fotografías del
sitio de muestreo; observaciones y mediciones de campo.
o Método de Muestreo:
Fue realizado de forma manual y se utilizaron guantes latex y recipientes
identificados como se describe anteriormente.
o Medidores de pH:
En el campo, las muestras para pH se analizan usando un medidor de pH
portátil. Los medidores de pH tienen un mínimo de dos puntos de
calibración. (NOTA: Si hay especificaciones separadas del fabricante para
la calibración, estas deben de seguirse. Si no, use los procedimientos
descritos en el resto del párrafo). El medidor de pH debe ser calibrado
usando dos soluciones vigentes de buffer. Los buffers usados para la
calibración deben de abarcar el rango esperado de pH del agua residual
muestreada y deben estar cuando menos 3 unidades de pH separadas. Si
las soluciones buffer se compran ya hechas, hay que verificar su vida útil y
descartarlas si su fecha de vencimiento ha expirado. Hay que
mantener una libreta de apuntes para toda la información sobre la
calibración de los medidores de pH. Esto permite al Inspector rastrear
cuando necesita cambiarse un electrodo o cuándo empezarán a fallar las
baterías.
o Temperatura Un termómetro de mercurio, un termómetro digital o un termo resistencia,
pueden usarse para la determinación de la temperatura. El dispositivo de
38
medición debe verificarse rutinariamente contra un termómetro calibrado.
Esta verificación debe anotarse en un libro con la fecha, ambas
temperaturas (actual y referencia) y cualquier corrección que se haya
hecho al dispositivo medidor de temperatura. Este libro de registro puede
ser un documento importante en un caso de órdenes de cumplimiento, si se
notaron violaciones de temperatura durante la inspección.
o Limpieza y Preparación del Equipo de Muestreo
Los métodos de limpieza y preparación del equipo de muestreo variarán
según los parámetros a muestrearse. Esta sección menciona la limpieza y
preparación de los recipientes y frascos de muestreo para los
contaminantes convencionales, (DBO5, SST, coliformes, aceites y grasas y
pH), para metales y para sustancias orgánicas. Muchos proveedores
venden frascos de muestreo pre-lavados con distintas especificaciones de
limpieza. Se recomienda emplear un frasco como testigo, al analizar las
muestras, para verificar que los frascos no sean fuente de contaminación.
o Los recipientes utilizados para el muestreo de análisis físicos y químicos fueron de 2 L.
o La forma de transporte fue en una hielera a temperatura de 4 ˚C para
preservar la muestra.
o Entrega de la muestra en el laboratorio. Las muestras se entregaron en el
laboratorio LAFYM lo más pronto que sea posible después del muestreo,
en el transcurso de dos horas como máximo; Se llenó una solicitud de
análisis donde se registró el proceso de control y vigilancia de la muestra.
5.5.3 Laboratorio
39
Metodología de Análisis DQO
o Se enciende la placa calefactora.
o Se pesan 0,44 g de HgSO4 en matraz para reflujo de 100 ml. La
cantidad propuesta de HgSO4 es suficiente en la mayoría de los
casos, para eliminar las posibles interferencias por cien la muestra.
o Se colocan unas perlas de ebullición de vidrio en el matraz para
favorecer la ebullición.
o Se añaden 20 ml de muestra.
o Se añaden lentamente 30 ml de la solución de sulfato de plata en
ácido sulfúrico, con una pipeta de vertido, mezclando bien para
disolver el HgSO4, y enfríar.
o Se añaden 12,5 ml de solución de dicromato potásico 0,25 N y se
mezclan bien todos los reactivos añadidos.
o Sobre el matraz se dispone el elemento refrigerante (condensador
del reflujo), y se somete a reflujo durante 2 horas.
o El conjunto se deja enfriar; el condensador del reflujo se lava con
agua destilada, y después se separa el matraz del refrigerante.
o La muestra oxidada se diluye hasta 75 ml con agua destilada y se
deja enfriar hasta temperatura ambiente.
o Se añaden unas 5 gotas del indicador ferroína.
o Se procede a valorar el exceso de dicromato con la sal de Mohr.
o El punto final de análisis se toma cuando el color varía bruscamente
de azul verdoso a pardo rojizo.
Metodología de Análisis DBO5
o Se introduce una varilla agitadora (imán) en el interior del biómetro.
o Se añade el inhibidor de la nitrificación en una proporción
equivalente a 20 gotas de la disolución de alliltiourea por litro de
muestra.
o Se ponen dos perlitas de NaOH en la cápsula diseñada a tal efecto.
40
o Se añade un volumen de muestra determinado en el biómetro. El
volumen a utilizar depende del rango de DBO5 esperado, y está
especificado en las instrucciones de uso del biómetro.
o Se coloca la cápsula conteniendo NaOH sobre la parte superior del
biómetro, una vez que la muestra esté estable y no se observen
burbujas de aire.
o Se cierra el biómetro con el correspondiente tapón-registrador, y se
pone la lectura a cero.
o Se introduce el biómetro en cámara a 25ºC y se enciende el agitador
magnético. Se mantiene agitación suave constante durante todo el
ensayo.
o Se realiza la lectura a los cinco días, siguiendo el procedimiento de
lectura de la casa fabricante del biómetro. La DBO5 final del agua
analizada, expresada en mg de O2 por litro de muestra, será la
lectura obtenida en el biómetro multiplicada por el factor de dilución
del ensayo. La correspondencia: factor de dilución a volumen de
muestra introducido en el biómetro se indica en las instrucciones de
uso del biómetro.
Metodología de Análisis Nitrógeno
Para el caso de que no haya interferencias por cloro, las proporciones de
alícuota y ajustador de fuerza iónica (ISA) son las siguientes:
o Para concentraciones de nitratos superiores a 1,4 g NO3-/l se coge
una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 5 ml de un
ISA de (NH4)2SO4 1 M.
o Para concentraciones de nitratos entre 1,4 x 10-3 y 1,4 g NO3-/l se
coge una alícuota de 50 ml de la solución a medir y se añade 1 ml
del ISA 0,1 M.
41
o Para concentraciones menores de 1,4 x 10-3, se coge una alícuota
de 50 ml de la solución a medir y se añade 0,5 ml de un ISA 0,1 M
diluido previamente a 1:4. Se introducen los electrodos de referencia
y lectura, y la sonda de temperatura en la muestra con el ISA, que
debe mantenerse en agitación constante moderada. Cuando esté
estable, se toma la lectura.
Metodología de Análisis del Fósforo
o Se introduce 50 ml de muestra homogeneizada en un matraz
erlenmeyer de 125 ml.
o Se añade 1 ml de la solución de ácido sulfúrico.
o Se añade 0,4 g de persulfato amónico.
o Se lleva a ebullición, y se mantiene regularmente durante unos 45
minutos hasta tener un volumen final aproximado de 10 ml.
o Se deja enfriar, y se añaden unos 10 ml de agua destilada y unas
gotas del indicador fenolftaleína.
o Se añade NaOH 1N hasta el viraje a coloración rosa de la
fenolftaleína; la mezcla se decolora después añadiendo una gota de
una disolución diluida de ácido sulfúrico.
o Se lleva a 50 ml con agua destilada.
o Se procede a la determinación de fósforo (ortofosfatos) siguiendo el
método colorimétrico del vanadato-molibdato amónico. Las
muestras digeridas deben diluirse convenientemente para que la
concentración de fósforo final esté dentro del rango del método
analítico.
o Se lleva una alícuota de 5 ml de la muestra a matraz de 25 ml.
o Se añaden 5 ml del reactivo vanadato-molibdato amónico.
o Se enrasa a 25 ml con agua destilada.
o Se agita bien la mezcla y se deja desarrollar el color durante 30 mn.
o Se lee la absorbancia a 440 nm de longitud de onda.
42
o Se procede de idéntica manera con alícuotas del patrón de 20 ppm
de PT, a fin de hallar una recta de calibración que comprenda el
rango de 2 a 10 ppm de PT.
43
VI. RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS
6.1 Resultados de los Muestreos
A continuación se muestran los resultados de los análisis de laboratorio realizados en las pruebas de calidad de agua
para la planta de tratamiento de agua residual durante los meses de enero a abril del año 2013, es importante mencionar
que los análisis se realizaron únicamente durante la época seca.
Cuadro 3. Resultados de calidad de agua por muestreo mensual
Muestreo
Enero
Muestreo
Febrero
Muestreo
Marzo
Muestreo
Abril
Parámetro Dimensional Entrada Salida Entrada Salida Entrada Salida Entrada Salida
Temperatura °C 25,00 25,00 18,00 19,00 24,00 25,00 22,00 23,00
Potencial de Hidrogeno
(pH) U 7,11 7,24 7,54 7,10 7,45 7,00 7,72 7,44
Grasas y Aceites mg/L 178,00 43,00 59,00 6 150,00 29,1 186,00 59,9
Materia Flotante Ausente/Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente
Sólidos Suspendidos
totales mg/L 26,00 14,00 37,00 17,00 41,00 22,00 39,00 23,00
Demanda Bioquímica de
Oxígeno (DBO5) mg/L 505,00 293,00 156,00 78,00 397,00 245,00 296,00 234,00
Demanda Química de
Oxígeno (DQO) mg/L 645,00 390,00 195,00 100,00 497,00 310,00 395,00 335,00
44
°C: Grados Celsius U Pt/Co: Unidades platino cobalto Mg/L: Miligramos por Litro NMP/100mL: número más probable por cien mililitros
Nitrógeno Total mg/L 9,80 5,10 9,90 4,60 11,00 5,10 11,00 5,30
Fósforo Total mg/L 1,62 1,01 5,93 5,26 0,23 0,18 1,89 1,78
Arsénico mg/L < 0,01 < 0,01 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
Cadmio mg/L 0,214 0,074 0,29 0,082 0,118 0,06 0,069 0,065
Cianuro total mg/L 0,077 0,049 0,087 0,067 0,09 0,04 0,121 0,072
Cobre mg/L 6,75 0,70 0,86 0,09 0,77 0,62 2,02 0,77
Cromo Hexavalente mg/L 0,049 0,041 0,82 0,25 0,083 0,043 1,48 0,59
Mercurio mg/L 0,04 <0,01 0,02 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
Níquel mg/L 0,0405 0,0309 0,0075 0,0010 0,0070 0,0025 0,584 0,255
Plomo mg/L 0,10 0,03 0,57 0,42 0,9 0,05 0,32 0,06
Zinc mg/L 2,40 2,30 2,73 2,49 2,31 2,18 2,32 2,13
Color u Pt/CO 771 332 418,00 375,00 328,00 230,00 126,00 113,00
Coliformes fecales NMP/100 mL 1.0 * 108 4.0 * 107 1.6*107 1.6*106 2.0*106 2.0*106 1.6*106 1.6*106
44
Cuadro 4: Resultados de las mediciones de caudal.
No. Medición de Caudal en el
Mes
Valor de Caudal
en L/s
Valor de
Caudal en m3/s
1 Enero 1.49 0.00149
2 Febrero 1.51 0.00151
3 Marzo 1.48 0.00148
4 Abril 1.55 0.00155
Figura 3. Resultados de los análisis de la demanda bioquímica de oxígeno de los
muestreos realizados en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
DBO5 DBO5 Marzo DBO5
Enero DBO5 Abril
45
Figura 4: Resultados de los análisis de la demanda química de oxígeno de los
muestreos realizados en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
Figura 5: Resultados de los análisis del fósforo y nitrógeno de los muestreos
realizados en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
46
Figura 6: Resultados de los análisis de coliformes fecales de los muestreos
realizados en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez
47
Figura 7: Resultados de los análisis de los metales pesados cadmio, cromo
hexavalente, mercurio, plomo de los muestreos realizados en la planta de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez Departamento de Sacatepéquez.
48
Cuadro 5: Valores de la Carga Contaminante de la demanda bioquímica de
oxígeno por mes en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Carga Contaminante de
DBO5Entrada Kg/día
Carga Contaminante de
DBO5Salida Kg/día
1 Enero 65.01 37.32
2 Febrero 20.35 10.17
3 Marzo 60.76 31.32
4 Abril 39.64 31.33
Cuadro 6: Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la demanda
bioquímica de oxígeno por mes en la planta de tratamiento de agua residual de
San Lucas Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Eficiencia del DBO5
(%)
1 Enero 41.98
2 Febrero 50.02
3 Marzo 38.29
4 Abril 20.96
48
Cuadro 7: Valores de la Carga Contaminante de la demanda química de oxígeno
por mes en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez
del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Carga Contaminante de DQO
Entrada Kg/día
Carga Contaminante de
DQO Salida Kg/día
1 Enero 83.03 50.21
2 Febrero 25.44 13.04
3 Marzo 63.55 39.64
4 Abril 52.90 44.86
Cuadro 8: Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la demanda química
de oxígeno por mes en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Eficiencia del DQO
(%)
1 Enero 39.52
2 Febrero 48.74
3 Marzo 37.62
4 Abril 15.20
49
Cuadro 9: Valores de la Carga Contaminante de Nitrógeno total por mes en la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Carga Contaminante de
Nitrógeno Entrada Kg/día
Carga Contaminante de
Nitrógeno Salida Kg/día
1 Enero 1.26 0.65
2 Febrero 1.29 0.60
3 Marzo 1.41 0.65
4 Abril 1.47 0.71
Cuadro 10: Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la remoción de
nitrógeno por mes en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Eficiencia de remoción de Nitrógeno
(%)
1 Enero 55.78
2 Febrero 51.70
3 Marzo 48.41
4 Abril 53.48
50
Cuadro 11: Valores de la Carga Contaminante de Fósforo por mes por mes en la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Carga Contaminante de
Fósforo Entrada Kg/día
Carga Contaminante de
Fósforo Salida Kg/día
1 Enero 0.20 0.13
2 Febrero 0.77 0.69
3 Marzo 0.029 0.029
4 Abril 0.25 0.24
Cuadro 12: Eficiencia de la planta de tratamiento en cuanto a la remoción de
fósforo por mes en la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas
Sacatepéquez del departamento de Sacatepéquez.
No. Mes Eficiencia de remoción de Fósforo
(%)
1 Enero 35.00
2 Febrero 10.40
3 Marzo 0.00
4 Abril 4.00
51
51
Figura 8: Carga Contaminante de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)
para la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez
departamento de Sacatepéquez.
Figura 9: Carga Contaminante de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) para la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez departamento
de Sacatepéquez.
52
Figura 10: Carga Contaminante del nitrógeno para la planta de tratamiento de
agua residual de San Lucas Sacatepéquez departamento de Sacatepéquez.
Figura 11: Carga Contaminante del Fósforo para la planta de tratamiento de agua
residual de San Lucas Sacatepéquez departamento de Sacatepéquez.
53
6.2 Discusión de Resultados
Es común clasificar las aguas residuales en dos tipos: industriales y
municipales. La PTAR de San Lucas Sacatepéquez recibe agua de tipo
domestico ya que no supera los 500 mg/L, en la entrada del mes de enero
donde el valor reportado de 645 mg/L. la relación entre la Demanda Química
de Oxigeno (BQO) y la Demanda Bioquímica de Oxigeno a los cinco días
(DBO5) nos indica el tipo de vertido y su posibilidad de depuración, si la
división entre la DBO5 y DQO (Nerin de la Puerta).
El agua residual municipal fresca y aerobia tiene color gris y su olor es
sulfhídrico, su temperatura varía entre 10 y 20 °C. En general la temperatura
del agua residual será mayor que la del suministro de agua, debido a la
adición de agua tibia de los hogares y el calentamiento dentro del sistema de
drenaje(Mackenzie L & J. Mastern, 2004).
La planta de tratamiento de aguas residuales no cumple con el reglamento
236 – 2006 de aguas residuales, para el parámetro de coliformes fecales.
Debido a que la planta fue construida en el año 2009 se apega al artículo 21
del reglamento y este menciona que el valor de cumplimiento debe ser
<1x104y los valores obtenidos en los muestreos son mayores o iguales a
1x106 debido al diseño de la planta no cuenta con un tratamiento de tipo
terciario que pueda mejorar la calidad de la descarga y tampoco cuenta con
una dosificación de cloro adecuada y con una periodicidad regulada para el
tamaño de la planta.
Por ser una planta de tratamiento los valores de coliformes suelen ser muy
elevados pero un factor importante que puede estar afectando los altos
valores reportados de coliformes fecales es que durante el recorrido de la
tubería de drenaje se encuentra una empresa que realiza limpieza baños
portátiles esta se encuentra dentro de un terreno baldío, que podría estar
54
descargando de forma directa a la tubería los desechos de los camiones de
limpieza y esto podría tener una influencia directa en los altos niveles de
coliformes reportados, esta empresa debería estar registrada ante el Ministerio
de Ambiente y tener un sistema propio de tratamiento para sus desechos
antes de ser descargados a la tubería de drenaje.
El grupo de organismos coliformes suele habitar los tractos intestinales
humanos y otros mamíferos. Por lo consiguiente, la presencia de coliformes es
un índice de contaminación fecal del agua, este grupo sobrevive periodos
relativamente largos en aguas naturales, pero no se reproduce bien en este
ambiente, estos organismos sobreviven mejor en agua que la mayor parte de
bacterias patógenas. Eso significa que si hubiera ausencia de coliformes es
una indicación razonablemente segura de que no hay patógenos presentes
(Mackenzie L & J. Mastern, 2004).
No se dispone de información sobre los efectos sanitarios a largo plazo de la
exposición de la bacteria Escherinchia coli. Sin embargo, algunas personas
con problemas renales (síndrome urémico hemolítico) sufren complicaciones
inmediatas con implicaciones para toda la vida, tales como ceguera, parálisis,
la persistencia de la insuficiencia renal y los efectos consecuencia de la
remoción de parte de su intestino. Muchas personas con síndrome urémico
hemolítico sufren de leves alteraciones en la función renal muchos años
después (Guia Comunitaria de Acceso al Agua).
Los valores de caudal reportados son bajos a pesar de la población que
reporta el INE para el municipio de San Lucas Sacatepéquez esto debido a
que solo se realizó medición de caudal en la salida de la planta de tratamiento
ya que por el diseño de construcción de la planta no cuenta con un vertedero
en la entada y dificulta su medición por esta se realizó en la salida de planta
de tratamiento.
55
Otra razón por la cual se pueden dar estos valores es que las tomas de
muestras y de caudal se realizaron en días de la semana por periodos entre
las 8 y 10 a.m. esto implica que estas no son horas picos de descarga ya que
la mayoría de personas se encuentra realizando sus labores de trabajo.
Un factor importante a mencionar es que durante los periodos de recepción
para lo toma de caudal se pudo observar que el bypass que tiene la planta de
tratamiento estaba funcionando entonces esto reporta un aumento del caudal
y que por periodos cortos de tiempo hay descargas ilegales ya que estas no
son tratadas por la planta ya que no existe un sistema de retorno si no estas
son descargas directamente al cuerpo receptor.
Para los parámetros de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda
Biológica de Oxígeno a los 5 días (DBO5) no existen valores máximos
permisibles en la normativa nacional ya que solo habla de un modelo de
reducción progresiva al cual se debe aplicar la planta pero no exige un valor
estándar de cumplimiento como con los otros parámetros. Estos parámetros
determinan la calidad de las aguas y son de gran utilidad en el análisis y
depuración de aguas residuales. Primero por la información que ofrecen en
cuanto al estado de las aguas y segundo porque informan directamente sobre
el estado de las aguas durante su tratamiento.
Al realizar los análisis correspondientes se determinó que la planta de
tratamiento no es eficiente ya que cuenta con un 50% de remoción,
corroborando la información obtenida podemos decir que la misma no cuenta
con el diseño apropiado para realizar de mejor manera remoción de
contaminantes en la planta.
Para parámetros como fósforo y nitrógeno se observan niveles que se
encuentran dentro de los valores del reglamento establecidos en el ingreso y
la salida de la planta, pero al momento de analizar la eficiencia de la planta se
puede observar que estos valores no son removidos así que no existe
56
eficiencia alguna debido a que la planta de tratamiento está diseñada con un
tratamiento primario y secundario, pero no cuenta con un tratamiento terciario
para el tratamiento de los nutrientes eutrofizantes y así mejorar los valores
registrados que al momento de aumentar la carga puede superar los valores
de los máximos permisibles que establece la norma.
Para los valores de metales pesados que son dañinos para la salud humana
que se encuentran en algunos puntos de los muestreos realizados fuera de
rango como el cadmio, cobre, cromo hexavalente y mercurio en la entrada de
la planta especialmente durante el mes de enero es de prestarles suma
importancia ya que estos son dañinos para la salud humana y pueden
provocar problemas en comunidades o empresas que residan aguas abajo del
cuerpo receptor, el sistema de tratamiento reporta valores muy similares tanto
en la entrada como en la salida, estos altos valores se pueden registrar debido
a que en el trayecto de la tubería de aguas residuales, se encuentran algunos
talleres mecánicos que podrían en un momento estar vertiendo algunos
componentes químicos que contengan estos materiales, por ejemplo el ácido
de batería que contiene altos niveles de cadmio y es muy dañino para la salud
humana.
A su vez dentro del trayecto se observan algunas fábricas de alimentos
imprentas y productos farmacéuticos que en su momento también pueden
contribuir con algún componente químico que pueda tener una influencia
directa con estos valores altos de metales pesados y algunos otros metales
que se observan en los resultados en las tablas de resultados, por ejemplo
que en la fábrica de alimentos procesan cereales en algún momento del
proceso son enriquecidos con cinc que puede tener una influencia directa en
este valor reportado, pero que no ocasiona un problema serio para la salud.
El sitio de ubicación de los lodos es muy importante ya que se observó que
estos se acumulan en áreas no adecuadas, quedando expuestas a ser
57
consumidas por algunos animales domestico que son propiedad de la persona
encargada del cuidado de la planta de tratamiento.
Los factores ambientales que afectan a la planta de tratamiento se encuentran
en la parte alta de la cuenca, esto sería área del municipio de San Bartolomé
Milpas Altas acá se encuentran los nacimientos de los ríos Chichorin y
Nimachay, en este municipio de Sacatepéquez la cantidad poblacional según
el INE es de 5291 habitantes y solo cuenta con un 85% de la población
conectada al sistema de drenaje pero la descarga de este se realiza al Rio
Chichorin debido a que el Rio Nimachay es fuente de agua para potabilización
para el municipio.
En el transcurso del rio Chichorin hacia la planta de tratamiento no existen
zonas residenciales, únicamente zona boscosa conformada por bosque mixto
constituido por arboles de la especie Quercusspp y Pinnusspp. Como se
observa en la (Ver Figura 14).
La mayor problemática para los bosques es el avance de la frontera agrícola
con el incremento de cultivos de manzana, pera y durazno principalmente, la
tala inmoderada y la presencia de zonas urbanas debido al crecimiento
poblacional de los municipios ocasiona un deterioro en la parte superior de la
cuenca del río.
Como en la parte alta de la cuenca no existe un manejo adecuado de los
residuos sólidos esto ocasiona un deterioro en durante el trayecto del río
Chicorin antes de llegar a la planta de tratamiento (Ver Figura 15) y durante el
recorrido del también existen algunas viviendas que no se encuentran
conectadas al sistema de drenaje estas desfogan directamente al río
contribuyendo a los niveles de contaminación ya que no existe un tratamiento
antes de ser descargadas. (Ver Figura16).
58
El mayor problema de la planta de tratamiento se encuentra en la generación
de olores a las viviendas que se encuentran cerca de la planta esto en la parte
media de la cuenca y este es uno de los principales problemas asociados a las
plantas de tratamientos de aguares residuales y que en algunos casos ha sido
determinante para clausurar o evitar su instalación. La fuente de malos olores
en las plantas de tratamiento está asociada con la generación y tratamiento de
residuos sólidos y con la degradación de la materia orgánica dentro de la
planta.
Uno de los compuestos que contribuye en gran medida a la generación de
malos olores es el sulfuro de hidrogeno que es un producto natural en la
descomposición anaerobia de la materia orgánica. Toda planta de tratamiento
mal diseñada o mal operada es susceptible a generar malos olores, algunas
de la causas de estos pueden ser por el mal diseño, las deficiencias de la
operación en la planta de tratamiento y en el caso de una efluente de una
planta de tratamiento anaeróbica, por sus condiciones de pH y posible
turbulencia generada en el momento de ser descargado el efluente.
Las concentraciones de sulfuro de hidrogeno manejadas en plantas de
tratamiento pueden variar considerablemente dependiendo del tipo de planta y
del tipo de agua residual que se esté tratando, como la planta de tratamiento
Chichorin es de tipo domestica municipal sus concentraciones podrían oscilar
entre 1 y 10 ppm (Morgan Sagastume, 2002).
Existen sistemas de tratamiento fisicoquímicos que los más importantes están
orientados al el control de olores entre los cuales la absorción, la adsorción, la
oxidación térmica, química, la centrifugación que eliminan partículas,
aerosoles. Que eventualmente, se han utilizado agentes enmascarados como
algunas fragancias para ocultar el olor desagradable, pero obviamente tienen
una aplicación muy limitada como sistema de tratamiento de gases.
59
Pero también existen los tratamientos biológicos y que unas de las ventajas
más importantes es que pueden llevarse a cabo a temperaturas del medio
ambiente (10 – 40 ˚C) y a presiones atmosféricas. Para el tratamiento
biológico de gases existen básicamente tres procesos de tratamiento, es decir,
la biofiltracion, los biolavadores y los biofiltros percoladores. Y cualquiera de
estos sistemas instalados adicionalmente a la planta de tratamiento reduciría
de gran manera el problema sobre la generación de olores.
En la parte baja de la cuenca el río Chichorin se vuelve tributario al río
Pensativo este forma parte de la cuenca del río Guacalate. El río pensativo
según el decreto 43-98 se crea la siguiente ley "Ley que crea la autoridad
protectora de la subcuenca y cauce del río pensativo", y en su artículo 1
menciona que la ley tiene por objeto manejar, conservar y proteger la
subcuenca y el cauce del río pensativo.
Este río ocasiona grandes problemas de inundaciones por la crecidas en
época de invierno a la ciudad de Antigua Guatemala, por eso dentro de los
objetivos de la ley es conservar la cuenca evitando así su deforestación y
contaminación.
Este río es utilizado por las comunidades para siembra y riego de café, maíz
entre otras actividades. El problema es que la gran cantidad de residuos
sólidos que arrastra debido al mal manejo de estos por parte de las
autoridades que están involucradas en el cuerpo de agua (Figura17). Existe un
estudio de calidad de agua para la cuenca del río Guacalate en el cual se
incluye el río pensativo pero estos datos son del periodo 90 -93 en el cual se
pueden ver buenos resultados de la calidad de agua, pero han pasado 20
años de este estudio y la calidad del agua ha debido cambiar debido al
aumento poblacional, el avance de la frontera agrícola y el crecimiento
industrial que posee el departamento de Sacatepéquez.
60
A pesar de este decreto toda el área de la cuenca está sujeta a tala
inmoderada y mal manejo de residuos sólidos como problemas principales
estos se puede ser ocasionado por el crecimiento demográfico del municipio,
el uso de leña como fuente de energía ocasionando así un fuerte deterioro a la
parte de la cuenca.
Es importante que la municipalidad de San Lucas Sacatepéquez, con el apoyo
de la municipalidad de San Bartolomé y el Ministerio de Ambiente y Recursos
Naturales, establezcan un plan de recolección de residuos sólidos que incluya
todas las zonas residenciales del municipio y utilizar al área establecida en el
municipio de San Bartolo conocida como el cerro donde se puede dar una tala
controlada para satisfacer así la demanda de leña para la población.
61
VII. CONCLUSIONES
La planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez recibe
agua residual de tipo doméstica, según (Metealf, 1985) estas son una combinación
de líquidos o aguas portadoras de residuos procedentes de residencias,
instituciones públicas, así como de centros comerciales o industrias que
eventualmente pueden agregarse aguas subterráneas superficiales o pluviales y
estas no debe superar los 500 mg/L de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).
La PTAR Chichorin no cumple con el parámetro de coliformes fecales citado en el
artículo 21 del reglamento de ley 236 -2006 “Reglamento de las descargas y
reusó de aguas residuales y disposición de lodos” en cada uno de los nuestros del
parámetro de coliformes fecales.
La eficiencia de la PTAR no es la adecuada para la cantidad de materia que
recibe, esto se debe a que los parámetros de la DBO5, DQO, fósforo y nitrógeno
no llegan a ser removidos de una manera eficiente por la planta de tratamiento.
Existen diferentes medidas de mitigación frente al problema de generación de
malos olores en la planta lo cual pasa a ser un problema mucho menor debido, a
la calidad de agua y los problemas generales que afectan a la cuenca y
especialmente al río Chichorin.
Es importante que el Ministerio de Ambiente y Recurso Naturales (MARN) le
preste importancia al manejo de residuos sólidos generados en el municipio ya
que estos representan un fuerte deterioro a toda la cuenca y que junto a la
municipalidad realicen un seguimiento a las viviendas que realizan sus descargas
directamente el río y que estas puedan ser canalizadas a un sistema de drenaje
para ser tratadas.
62
VIII. RECOMENDACIONES
Debido a la falta de información que posee la municipalidad de San Lucas
Sacatepéquez sobre la planta de tratamiento de agua residual Chichorin se
recomienda que se continúe con los análisis mensuales de calidad de agua para
seguir evaluando la eficiencia y remoción de la planta tanto en la época seca como
en la época lluviosa y así establecer las acciones correctivas hacia la planta.
Debido al diseño de la planta es importante realizar algunas mejoras para ayudar
a un mejor funcionamiento y así mejorar la calidad de las descargas dentro de las
mejoras recomendadas es la construcción de un vertedero para la medición de
caudal en la entrada de la planta para poder realizar estas mediciones y una
unidad terciaria para los parámetros de fósforo y nitrógeno ya que estos no son
removidos por la planta, la unidad terciaria puede ser de tipo biológica o
fisicoquímica, la fitorremediacion es una opción viable ya que aprovecha la
capacidad de algunas plantas para absorber y acumular, compuestos orgánicos y
algunos metales pesados, y esta ofrece numerosas ventajas en relación de los
métodos fisicoquímicos ya que tiene amplia aplicabilidad y bajo costo.
El sistema de cloración debe ser instalado al final de la unidad terciaria para
mejorar la calidad de la descarga y así reducir también la cantidad de
microbiología que ingresa E. Coli y coliformes fecales y totales a su vez
realizando un buen control de la cantidad y periodicidad de instalación de las
pastillas de cloro en el sistema.
Dar una capacitación al personal de la planta explicándole cada uno de los
proceso de la planta ya que en uno de los muestreos se le detecto que las piletas
para los sólidos estaban vacías y los sólidos estaban siendo desechados a la par
de la planta y esto servía de alimento para algunos animales domésticos.
La reforestación del área circundante con bosque de tipo pino encino que es el
que se encuentra en el área cercana a la planta de tratamiento ayudara a mitigar
63
que los olores ocasiones molestias a las familias que viven cerca de la planta de
tratamiento. Pero la mejor manera de evitar la generación de olores es dándole un
buen tratamiento a lodos secándolos al sol con cal viva ya que esta neutraliza los
olores de los lodos y una mejor solución es la instalación de un sistema de
biofiltracion por ejemplo para disminuir los olores generados en si durante la fase
del tratamiento primario.
Para que evitar la contaminación en la parte alta de la cuenca es importante que
se cree un sistema de drenaje y que este sea llevado a una planta de tratamiento
para evitar la contaminación del río chichorin, también que sea acompañado por
una campaña de educación ambiental a la población para así evitar la
contaminación en la parte alta de la cuenca y así mejorar la calidad de agua antes
de que llegue a la planta de tratamiento.
Es importante realizar un análisis de lodos y mejorar el lugar de disposición de los
mismos cuando se realiza el mantenimiento a la planta. El análisis debe ser
siempre apegado al “Reglamento de Descarga y Reusó de Agua Residual y
Disposición de Lodos, Decreto 236-2006”.
64
IX. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS
Alux, U. T. (2009). Plan Maestro Reserva Protectora de Manantiales. Guatemala.
Bol Mendoza, H. (2004). Impacto por Nutrientes de las Aguas Residuales Vertidas
en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal. Guatemala.
Bol Mendoza, H. (2004). Impacto por Nutrientes de las Aguas Residuales Vertidas
en la Cuenca del Rio Dulce y Lago de Izabal. Guatemala.
Castro de Esparza, M. L. (1988). Parámetros Físico-Químicos que influyen en la
Calidad y en el Tratamiento del Agua. Lima: CEPIS.
Comalapa, M. d. (2010). Modelo de Desarrollo Territorial Actual. Chimaltenango.
Glynn, H. J. (1999). Ingeniera Ambiental. Mexico: Prentice Hall.
Hillbeboe, H. E. (2005). Manual de Tratamiento de Aguas Negras. En H. E.
Hillbeboe, Manual de Tratamiento de Aguas Negras (págs. 34 -38). Mexico:
Limusa.
Jiménez, E. B. (2002). La Contaminacion Ambiental en Mexico. Mexico: Limusa,
Noriega Editores.
Kestler Rojas, P. J. (2004). Tesis "Uso, Reuso y Reciclaje del Agua Residual en
una Vivienda". Guatemala: Universidad Rafael Landivar.
MARN. (2005). Indicadores Ambientales Municipales. Guatemala.
MARN. (2005). Indicadores Ambientales Municipales. Guatemala.
MARN. (2005). Manual para el Monitoreo de Aguas Residuales. Guatemala.
Massieu, B. S. (2008). Tratamiento de Agua Residual. Mexico .
65
Morales, R. E. (2007). Evaluacion de la Planta de Tratamiento de aguas residuales
en la Primera Brigada de Infanteria "General Luis Garcia León", Santa
Elena Peten. Guatemala: FAUSAC.
Morgan Sagastume, J. (2002). MALOS OLORES EN PLANTAS DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: SU CONTROL. Mexico D.F:
Coordinacion de Bioprocesos Ambientales, UNAM.
Perry, C. (2002). Aspectos de la Calidad de Agua, Salud y Estetica. Madrid,
España: MCGraw-Hill/Interamericana de España.
República, C. d. (2006). "REGLAMENTO DE LAS DESCARGAS Y REUSO DE
LAS AGUAS RESIDUALES Y DE LA DISPOCISION DE LODOS".
Guatemala: Congreso de la Republica.
Rodie, E. (1987). Ingenieria Sanitaria. Mexico: Continental S.A de C.V.
Rojas, J. A. (1999). Calidad del Agua 2da.Edición. Mexico, D.F: ALFAOMEGA
GRUPO EDITOR, S.A de C.V.
Sanchéz de León, E. M. (2001). Sistema Integrado de Tratamiento y uso de Aguas
Residuales en America Latina: Realidad y Potencial. Sololá, Guatemala:
IDRC – OPS/HEP/CEPIS.
SEGEPLAN. (2010). SEGEPLAN. Recuperado el 17 de Mayo de 2013, de
SEGEPLAN:
http://sistemas.segeplan.gob.gt/sideplanw/SDPPGDM$PRINCIPAL.VISUAL
IZAR?pID=ECONOMICA_PDF_308
Weber, W. J. (2003). Control de la Calidad del Agua. Procesos Fisicoquimicos. En
W. J. Weber, Control de la Calidad del Agua. Procesos Fisicoquimicos
(págs. 302 - 303). Barcelona: Editorial Reverte.
66
X. Figuras
67
Figura 12: Ubicación de la Planta de Tratamiento de Agua Residual, San Lucas
Sacatepéquez Aldea Chichorin, Departamento de Sacatepéquez.
1. Ubicación de la planta de tratamiento de agua residual.
2.Ruta Interamericana CA-1
2
1
68
Figura 13: Talleres mecánicos, fábricas de alimentos y limpieza de servicios sanitarios.
69
70
Figura 14. Viviendas cercanas a la planta de tratamiento.
71
Figura 15: Curso del río Chichorin y zona boscosa de la parte alta de la cuenca del río Achiguate.
Anexo
Planta de
Tratamiento
Chichorin
Curso del Rio
Chichorin
San Bartolomé
Milpas Altas
72
Figura 16: Curso del río Chichorin (Latitud 14.6002 ,Longitud 90.6690)
Figura 17: Tuberías de drenaje con descarga al río Chichorin (Latitud 14.6219
,Longitud 90.6695)
73
Figura 18: Acumulación de basura en la parte baja de la cuenca, río Pensativo.
74
XI. Anexos
75
Anexo 2. Bitácora de Campo
No. Parámetro Primera Medición
Segunda Medición
Tercera Medición
Cuarta Medición
1 pH
2 Temperatura
3 Clima
4 Lluvia
Bitácora de Campo (Datos de Entrada)
Planta de Tratamiento Chichorin San Lucas Sacatepéquez (14.5991, 90.6690)
No. Parámetro Primera Medición
Segunda Medición
Tercera Medición
Cuarta Medición
1 pH
2 Temperatura
3 Clima
4 Lluvia
Mediciones de Caudal (Salida)
Bitácora de Campo (Datos de Salida)
Planta de Tratamiento Chichorin San Lucas Sacatepéquez (14.5991, 90.6690)
No. Primera Medición Segunda Medición Tercera Medición Cuarta Medición
1
2
3
4
76
Anexo 2. Cuadros de Resultados
Cuadro 1. Resultados de los análisis de calidad de agua del primer muestreo en la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
Parámetro Dimensional Entrada Salida
Temperatura °C 25,00 25,00
Potencial de Hidrogeno (pH) U 7.11 7.24
Grasas y Aceites mg/L 178,00 43,00
Materia Flotante Ausente/Presente Presente Presente
Sólidos Suspendidos totales mg/L 26,00 14,00
Demanda Bioquímica de Oxígeno
(DBO5)
mg/L 505,00 293,00
Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L 645,00 390,00
Nitrógeno Total mg/L 9,80 5,10
Fósforo Total mg/L 1,62 1,01
Arsénico mg/L < 0,01 < 0,01
Cadmio mg/L 0,214 0,074
Cianuro total mg/L 0,077 0,049
Cobre mg/L 6,75 0,70
Cromo Hexavalente mg/L 0,049 0,041
Mercurio mg/L 0,04 <0,01
Níquel mg/L 0,0405 0,0309
Plomo mg/L 0,10 0,03
Zinc mg/L 2,40 2,30
Color u Pt/CO 771 332
Coliformes fecales NMP/100 mL 1.0 * 108 4.0 * 107
°C: Grados Celsius U Pt/Co: Unidades platino cobalto Mg/L: Miligramos por Litro NMP/100mL: número más probable por cien mililitros
77
Cuadro 2. Resultados de los análisis de calidad de agua del segundo muestreo en
la planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
Parámetro Dimensional Entrada Salida
Temperatura °C 18,00 19,00
Potencial de Hidrogeno (pH) U 7,54 7,10
Grasas y Aceites mg/L 59,00 <6
Materia Flotante Ausente/Presente Presente Presente
Sólidos Suspendidos totales mg/L 37,00 17,00
Demanda Bioquímica de Oxígeno
(DBO5)
mg/L 156,00 78,00
Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L 195,00 100,00
Nitrógeno Total mg/L 9,90 4,60
Fósforo Total mg/L 5,93 5,26
Arsénico mg/L 0,01 < 0,01
Cadmio mg/L 0,29 0,082
Cianuro total mg/L 0,087 0,067
Cobre mg/L 0,86 0,09
Cromo Hexavalente mg/L 0,82 0,25
Mercurio mg/L 0,02 < 0,01
Níquel mg/L 0,0075 0,0010
Plomo mg/L 0,57 0,42
Zinc mg/L 2,73 2,49
Color u Pt/CO 418.00 375,00
Coliformes fecales NMP/100 mL 1.6 * 107 1.6 * 106
°C: Grados Celsius U Pt/Co: Unidades platino cobalto Mg/L: Miligramos por Litro NMP/100mL: número más probable por cien mililitros.
78
Cuadro 3. Resultados de los análisis de calidad de agua del tercer muestreo en la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
Parámetro Dimensional Entrada Salida
Temperatura °C 24,00 25,00
Potencial de Hidrogeno (pH) U 7,45 7,00
Grasas y Aceites mg/L 150,00 29,1
Materia Flotante Ausente/Presente Presente Presente
Sólidos Suspendidos totales mg/L 41,00 22,00
Demanda Bioquímica de Oxígeno
(DBO5)
mg/L 397,00 245,00
Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L 497,00 310,00
Nitrógeno Total mg/L 11,00 5,10
Fósforo Total mg/L 0,23 0,18
Arsénico mg/L < 0,01 < 0,01
Cadmio mg/L 0,118 0,06
Cianuro total mg/L 0,09 0,04
Cobre mg/L 0,77 0,62
Cromo Hexavalente mg/L 0,083 0,043
Mercurio mg/L < 0,01 < 0,01
Níquel mg/L 0,0070 0,0025
Plomo mg/L 0,09 0,05
Zinc mg/L 2,31 2,18
Color u Pt/CO 328,00 230,00
Coliformes fecales NMP/100 mL 2.0 * 106 2.0 * 106
°C: Grados Celsius U Pt/Co: Unidades platino cobalto Mg/L: Miligramos por Litro NMP/100mL: número más probable por cien mililitros
79
Cuadro 4. Resultados de los análisis de calidad de agua del cuarto muestreo en la
planta de tratamiento de agua residual de San Lucas Sacatepéquez del
departamento de Sacatepéquez.
Parámetro Dimensional Entrada Salida
Temperatura °C 22,00 23,00
Potencial de Hidrogeno (pH) U 7,72 7,44
Grasas y Aceites mg/L 186,00 59,9
Materia Flotante Ausente/Presente Presente Presente
Sólidos Suspendidos totales mg/L 39,00 23,00
Demanda Bioquímica de Oxígeno
(DBO5)
mg/L 296,00 234,00
Demanda Química de Oxígeno (DQO) mg/L 395,00 335,00
Nitrógeno Total mg/L 11,00 5,30
Fósforo Total mg/L 1,89 1,78
Arsénico mg/L < 0,01 < 0,01
Cadmio mg/L 0,069 0,065
Cianuro total mg/L 0,121 0,072
Cobre mg/L 2,02 0,77
Cromo Hexavalente mg/L 1,48 0,59
Mercurio mg/L < 0,01 < 0,01
Níquel mg/L 0,584 0,255
Plomo mg/L 0,32 0,06
Zinc mg/L 2,32 2,13
Color u Pt/CO 126,00 113,00
Coliformes fecales NMP/100 mL 1.6 * 106 1.6 * 106
°C: Grados Celsius U Pt/Co: Unidades platino cobalto Mg/L: Miligramos por Litro NMP/100: número más probable por cien mililitros.
