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  • 1

    UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

    FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

    IMPLEMENTACIN DE RESERVORIOS COMO UNA PROPUESTA DE TECNOLOGA APROPIADA PARA

    MEJORAR LA CALIDAD SANITARIA DEL AGUA PARA RIEGO EN NIEVERA

    Para optar por el Ttulo Profesional de:

    INGENIERO AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALES

    PRESENTADO POR:

    CELIKA PATRICIA NAKAMURA RIVERA

    CALLAO, PER

    2011

  • 2

    A mi madre Eva, por su ejemplo de

    lucha y perseverancia, a mi obachan

    Sumie, por quererme tanto, aunque no

    pudo ver mi crecimiento personal y

    profesional y a mi abuela Hilda, por su

    amor incondicional.

  • 3

    AGRADECIMIENTOS

    A Dios, por demostrarme que siempre ests a mi lado, aunque a veces yo no lo pueda

    apreciar, por darme salud y mantener a mi familia unida.

    Al Dr. Gordon Prain y a la Dra. Blanca Arce del CENTRO INTERNACIONAL DE LA

    PAPA (CIP), quienes me brindaron la oportunidad de realizar el presente proyecto de

    investigacin, al Ing. Henry Juarez y al Ing. Toms Alfaro, por las enseanzas,

    confianza y amistad. Al Ing. Julio Moscoso, Asesor del CEPIS, por el apoyo, valiosa

    contribucin y confianza depositada. A todas las personas que participaron de una u

    otra manera de este proyecto en el CIP, ya que logramos formar en un excelente

    equipo multidisciplinario.

    A la familia Bonifacio, beneficiarios del proyecto, por la hospitalidad, el apoyo y

    confianza en el proyecto y en m como profesional.

    A mi mam, por estar a mi lado, apoyndome y motivndome a ser una persona

    emprendedora, a mis hermanos Natalie y Alejandro, porque a pesar de las

    adversidades permanecemos an ms unidos, a toda mi familia, por las muestras de

    cario, y a mis grandes amigos por las muestras de admiracin como persona y

    profesional. A todos, por apoyarme e incentivarme a concluir lo iniciado.

    A mi asesor el Ing. Mximo Baca por el apoyo y orientacin, al profesor el Ing. Abner

    Vigo por su amistad y por todo el apoyo brindado durante todo este tiempo y en general

    a todos mis queridos profesores de la FIARN por para las enseanzas en mi etapa de

    formacin como Ingeniero Ambiental y de Recursos Naturales, pues en todo momento

    trat aprender al mximo de sus conocimientos y experiencia.

  • 4

    NDICE

    RESUMEN.7

    SUMMARY........9

    I. INTRODUCCIN ................................................................................................... 10

    II. MARCO TERICO................................................................................................. 13

    2.1. Contaminacin del agua .................................................................................... 13

    2.2. Riesgos de la contaminacin del agua para la salud ......................................... 14

    2.3. Enfermedades relacionadas con el saneamiento............................................... 16

    2.4. Calidad del agua................................................................................................ 17

    2.5. Tecnologa apropiada ........................................................................................ 22

    2.6. Sistemas naturales de tratamiento de aguas ..................................................... 23

    2.6.1. Lagunas de estabilizacin.................................................................................. 23

    2.6.2. Humedales artificiales (Wetland) ....................................................................... 29

    2.6.3. Reservorios ....................................................................................................... 30

    III. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN............................................................. 32

    3.1. Recopilacin de informacin del mbito geogrfico ........................................... 32

    3.2. Diagnstico de la calidad del agua para riego y productos agrcolas en los

    subsectores de Huachipa y Nievera.................................................................. 32

    3.2.1. Identificacin de fuentes contaminantes ............................................................ 32

    3.2.2. Evaluacin de la calidad del agua para riego..................................................... 32

    3.2.3. Evaluacin de la calidad sanitaria de los productos agrcolas............................ 35

    3.3. Implementacin del Sistema para mejorar la calidad del agua para riego.......... 37

    3.3.1. Reservorio ......................................................................................................... 37

    3.3.2. Localizacin, diseo, implementacin y puesta en marcha del Reservorio ........ 37

    3.3.3. Instalacin de las Parcelas Demostrativas......................................................... 45

    3.3.4. Monitoreo de la calidad del agua para riego a partir del uso del reservorio........ 46

    3.3.5. Rendimiento de la produccin agrcola .............................................................. 46

    3.3.6. Siembra de peces y control del peso ................................................................. 46

    IV. RESULTADOS Y DISCUSIN ............................................................................... 48

    4.1. Recopilacin de informacin del mbito geogrfico ........................................... 48

    4.2. Diagnstico de la calidad del agua de riego y productos agrcolas en las

    comisiones de regantes de Huachipa y Nievera ............................................... 49

    4.2.1. Mapeo de las fuentes de contaminacin ............................................................ 49

    4.2.2. Calidad del agua de riego .................................................................................. 50

    4.2.3. Calidad sanitaria de los productos agrcolas ...................................................... 61

  • 5

    4.3. Evaluacin de la calidad del agua y los productos agrcolas a partir del uso del

    Reservorio ......................................................................................................... 63

    4.3.1. Monitoreo de la calidad del agua del Reservorio................................................ 63

    4.3.2. Produccin agrcola ........................................................................................... 66

    4.3.3. Siembra de peces y control del peso ................................................................. 66

    V. CONCLUSIONES .................................................................................................. 69

    VI. RECOMENDACIONES .......................................................................................... 71

    VII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ....................................................................... 72

    APNDICE

    Listado de Figuras

    Figura N 01: Matriz de Consistencia 74

    Figura N 02: rbol de Causa - Efecto 75

    Figura N 03: rbol de Medios y Fines.. 76

    Figura N 04: mbito Geogrfico del Proyecto 77

    Figura N 05: Ubicacin del Reservorio 78

    Figura N 06: Cortes Transversales del Reservorio 79

    Figura N 07: Corte Longitudinal del Reservorio 80

    Figura N 08: Arqueta de Desage (Vista Planta y Corte A-A) 81

    Figura N 09: Arqueta de Desage (Corte B-B y Corte C-C) 82

    Figura N 10: Ubicacin de las lneas de conduccin de agua y parcelas

    Demostrativas 83

    Figura N 11: Identificacin de las fuentes de contaminacin en Huachipa y

    Nievera 50

    Figura N 12: Ubicacin de los puntos de muestreo 52

    Figura N 13: Mapeo de Coliformes fecales 56

    Figura N 14: Mapeo de Parsitos (Presencia/Ausencia)............................................. 58

    Listado de Cuadros

    Cuadro N 01: Parmetros evaluados en los productos agrcolas 84

    Cuadro N 02: Descargas de efluentes industriales 51

    Cuadro N 03: Resultado del anlisis fisicoqumico 53

    Cuadro N 04: Resultado del anlisis de metales pesados 54

    Cuadro N 05: Resultado del anlisis de nutrientes. 54

    Cuadro N 06: Resultado del anlisis microbiolgico 55

  • 6

    Cuadro N 07: Resultado del anlisis parasitolgico 59

    Cuadro N 08: Resultados del monitoreo de productos agrcolas en Huachipa y

    Nievera. 61

    Cuadro N 09: Coliformes Termotolerantes en canal de riego y reservorio (NMP/100

    mL).... 63

    Cuadro N 10: Parsitos en el canal de riego y Reservorio (Org/100mL) 64

    Listado de Fotografas

    Fotografa N 01: Excavacin, nivelacin y acabados 84

    Fotografa N 02: Construccin de obras de arte, instalacin de la geomembrana y

    operacin del Reservorio84

    Fotografa N 03: Siembra de tilapias, pesca y pesado 85

    Fotografa N 04: Silos, botaderos y efluentes industriales en canales de riego 85

    Listado de Grficos

    Grfico N 01: Parsitos predominantes en los canales de riego 57

    Grfico N 02: Coliformes Termotolerantes en el canal vs. Reservorio 63

    Grfico N 03: Parsitos en el canal vs. Reservorio 64

    Grfico N 04: Remocin de Coliformes fecales vs. Temperatura 64

    Grfico N 05: Curva de crecimiento de las tilapias 66

    Grfico N 06: Tasa de crecimiento de las tilapias.. 67

    Grfico N 07: Crecimiento vs. Temperatura 67

    Grfico N 08: Porcentaje de remocin de Coliformes Termotolerantes en el

    Reservorio y temperatura mensual en Nievera 85

    Grfico N 09: Concentracin de Coliformes Termotolerantes y parsitos en el canal

    riego Nievera 86

    Grfico N 10: Curvas de crecimiento de tilapias por etapas 86

    ANEXOS

    Cuadro A: Principales Enfermedades transmitidas por el agua 83

    Cuadro B: Microorganismos patgenos presentes en la orina, heces y las aguas

    residuales 84

    Figura A: Procesos dentro de los Reservorios 85

    Informes de ensayo

    Trptico del Proyecto: Agua Limpia, Productos Sanos y Cultivo de Peces

  • 7

    RESUMEN

    El alto ndice de contaminacin fecal en aguas con fines de riego en zonas

    urbanas y periurbanas, es un grave problema que viene creciendo da a da con

    el proceso de urbanizacin acelerada o crecimiento desordenado de

    asentamientos humanos que descargan sus aguas residuales domsticas hacia

    los canales de riego sin ningn tratamiento previo.

    Como es el caso del Cono Este, en el cual se produce el 35% de las hortalizas

    que se comercializa en Lima, esta situacin constituye un alto riesgo para la

    salud de los agricultores y de los consumidores, reflejndose en la incidencia de

    EDAs (Enfermedades Diarreicas Agudas).

    El mbito del proyecto se ubica en el subsectores de riego Nievera que se

    encuentran dentro del 56% de la poblacin que no cuenta con servicios bsicos

    de saneamiento, posee 283 hectreas y alberga 223 familias aproximadamente,

    segn el Padrn de Uso Agrcola, 2005.

    Se realiz una evaluacin de la calidad del agua de riego en los subsectores de

    Huachipa y Nievera, en la cual se observ que el 95% de los puntos

    muestreados sobrepasaron los lmites permisibles de coliformes termotolerantes

    y que ms del 80% registra presencia de parsitos. Como consecuencia, ms

    del 30% de las hortalizas regadas con esta agua no son aptas para el consumo

    humano.

    La escasa cobertura de tratamiento de agua residual y la falta de conocimiento

    sobre el riesgo para la salud que conlleva a su uso con fines de riego, llev a

    proponer y desarrollar el presente estudio que plantea el uso de Reservorios

    como un sistema de tratamiento para mejorar la calidad del agua de riego, el

    cual mediante un proceso de almacenamiento permiti la sedimentacin de

    parsitos y registr un valor promedio de remocin de coliformes fecales de

    96.90%, mejorando de esta manera la calidad sanitaria del agua para riego y por

    consiguiente de los productos agrcolas.

  • 8

    Adicionalmente, el uso del Reservorio permiti la crianza de peces de la especie

    tilapia utilizando su volumen de reserva, lo cual fue motivo de integracin familiar

    e ingreso econmico extra para el agricultor.

  • 9

    SUMMARY

    The high rate of fecal contamination in water for irrigation in urban and periurban

    areas is a serious problem that is growing daily with the accelerated urbanization

    process and disorderly growth of human settlements that discharge their

    wastewater into domestic channels irrigation without any treatment.

    Such as the case of East Cone, which produces 35% of vegetables marketed in

    Lima, this situation is a high risk to the health of farmers and consumers,

    reflected in the incidence of EDAs (Diseases Acute diarrhea).

    The project is located in the irrigation subsector Nievera which is within 56% of

    the population has no access to basic sanitation services, has 283 acres and

    approximately 223 families, according to the Census of Agricultural Use, 2005.

    It has performed an evaluation of the quality of irrigation water in the subsector

    Huachipa and Nievera, which noted that 95% of the sample exceeds the

    permissible limits of fecal coliforms and more than 80% recorded the presence of

    parasites. As a result, over 30% of vegetables irrigated with this water is not

    acceptable for human consumption.

    The low coverage of wastewater treatment and lack of knowledge about the

    health risks associated with his use for irrigation, led to propose and develop the

    present study, the use of reservoirs as a system of treatment to improve the

    quality of irrigation water, which through a storage process allowed the

    sedimentation of parasites and recorded an average removal of fecal coliform of

    96.90%, thus improving the sanitary quality of irrigation water and the agricultural

    products.

    Additionally, the use of the reservoir allowed tilapia fish farming using its reserve

    volume, which was a source of family integration and extra income for the farmer.

  • 10

    I. INTRODUCCIN

    El ro Rmac es la principal fuente de abastecimiento de agua potable de Lima y

    se encuentra altamente contaminado. La cuenca alta y media est

    principalmente afectada por relaves mineros, aguas cidas y desages,

    cargando las aguas del ro con slidos, elementos y sustancias txicas metlicas

    y no metlicas. La cuenca baja se ve afectada por residuos orgnicos y txicos

    procedentes de la descarga de desages, disposicin de residuos slidos y

    drenaje agrcola.

    Slo el 6% de las tierras del pas son aptas para agricultura. El 50% del potencial

    agrcola de la costa no es utilizado por carencia de agua, por esta limitacin

    existen 4 766 hectreas agrcolas regadas con aguas residuales, 86% de ellas

    sin ningn tratamiento. (OPS, 1993), convirtindose esta situacin en una

    condicin de vida a la que se enfrentan la mayora de agricultores urbanos y

    peri-urbanos de las grandes ciudades.

    El uso indiscriminado de aguas residuales en el riego de cultivos de consumo

    humano est relacionado con las altas tasas de morbimortalidad por

    enfermedades infecciosas, especialmente entre los nios menores de cinco

    aos. Esta situacin se debe, en parte, a la escasa cobertura de tratamiento del

    agua residual domstica, lo que representa un alto riesgo de diseminacin de

    enfermedades entricas. (OPS/IDRC, 2005)

    La contaminacin de los canales de riego es un grave problema actualmente,

    puesto que se ha demostrado que la presencia de bacterias patgenas y

    parsitos en los productos agrcolas est relacionada directamente con la calidad

    microbiolgica del agua de riego. (CEPIS, 1990). Situacin que se puede

    observar en zonas rurales en proceso de urbanizacin acelerada que carecen de

    facilidades sanitarias como en los subsectores de riego de Huachipa y Nievera

    en la zona denominada Cono Este de Lima, ubicada en la cuenca baja del ro

    Rmac.

  • 11

    La agricultura es la principal actividad realizada por los pobladores de Huachipa

    y Nievera, los cuales se encuentran dentro del 56% de la poblacin que no

    cuenta con servicios bsicos de saneamiento. Cabe resaltar que el 35% de

    hortalizas que se comercializa en Lima proviene del Cono Este.

    Frente a este contexto, el Centro Internacional de la Papa (CIP) mediante su

    programa Cosecha Urbana ha desarrollado el proyecto Agricultores en la

    ciudad con el fin de promover en el Cono Este de Lima una agricultura regada

    con agua de buena calidad para ofrecer en el mercado local productos agrcolas

    que no afecten la salud de los consumidores y los agricultores. Es por ello que

    con financiamiento de CESAL Espaa y asesoramiento de CEPIS se ha

    implementado un sistema de tratamiento de aguas como una propuesta

    tecnolgica adaptada a la realidad de nuestro pas, el cual mediante el uso de un

    Reservorio el agua destinada para riego es sometida a un proceso natural de

    almacenaje, con el fin de reducir los contaminantes patgenos y de esta manera

    obtener productos agrcolas de mejor calidad y disminuir los riesgos para la

    salud que trae consigo el uso de aguas contaminadas en la agricultura.

    Los beneficiados del proyecto sern los pobladores de Huachipa y Nievera, los

    dueos de las reas agrcolas irrigadas con el agua tratada en el Reservorio por

    que obtendrn productos de buena calidad y de mayor valor en el mercado; y,

    los consumidores porque tendrn la certeza de comprar y consumir productos

    sanos que no pondrn en riesgo su salud.

    La importancia del presente estudio radica en que la calidad del agua tratada en

    el Reservorio y destinada posteriormente para el riego de los cultivos, se

    acerque a los Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para el agua,

    categora III (Riego de vegetales y bebida de animales), DS N 002-2008-

    MINAM, porque de esta manera nos aseguramos que los cultivos estn siendo

    regados con agua de buena calidad y que estos productos se encuentran en

    condiciones ptimas para el consumo humano.

    Debido a la dotacin irregular del agua en algunos subsectores del Cono Este de

    Lima, los Reservorios son utilizados tambin como fuente de almacenamiento de

  • 12

    agua lo cual le permite al agricultor disponer de agua adicional, y de esta manera

    tener un riego regular facilitndole la siembra de otros tipos de cultivos.

    Adems los reservorios le permiten al agricultor obtener un ingreso adicional

    debido a la venta de peces de la especie tilapia, que se cran en el volumen de

    reserva equivalente al 50% del volumen til, integrando a la familia mediante la

    distribucin de actividades como la alimentacin de los peces, medicin de la

    temperatura, entre otras.

  • 13

    II. MARCO TERICO

    2.1. Contaminacin del agua

    El agua se considera contaminada cuando se altera su composicin o condicin,

    y resulta menos apta para cualquiera o todo los usos y propsitos para los que

    sera apropiada en su estado natural. Esta definicin incluye alteraciones de las

    propiedades fsicas, qumicas, biolgicas y microbiolgicas convirtiendo al agua

    en un peligro para la salud pblica, o el bienestar, o para usos domsticos,

    comerciales, industriales, agrcolas, recreativos, y otros que se consideren

    legtimos, o bien para el ganado, los animales salvajes, los peces y otra fauna

    acutica (OPS-OMS, 2006)

    La contaminacin puede ser accidental -a veces con graves consecuencias-

    pero, ms frecuentemente se debe a la evacuacin sin control de aguas

    residuales y otros desechos lquidos como los de uso domstico, vertimientos

    industriales que contienen una gran variedad de contaminantes, efluentes

    agrcolas de instalaciones zootcnicas, drenajes de sistemas de riego y aguas

    de escorrenta urbana. La aplicacin deliberada de productos qumicos al suelo

    para aumentar el rendimiento de los cultivos o su adicin al agua para controlar

    organismos indeseables, constituyen causas de contaminacin.

    El acelerado crecimiento de la poblacin, la expansin de la industria y la

    tecnificacin de la agricultura hacen ms complejo el problema de la

    contaminacin del agua. Es necesario conocer que aguas residuales domsticas

    y municipales contienen materias orgnicas putrescibles que demandan oxgeno

    de las aguas receptoras. La materia orgnica consiste principalmente en

    carbohidratos, protenas de material animal, y aceites y grasas diversas.

    Los compuestos orgnicos encontrados en las aguas residuales incluyen

    aminocidos, cidos grasos, jabones, detergentes, azcares, disolventes,

    metales pesados, cidos, blanqueadores, colorantes, curtientes, sulfuros,

    amoniacos, etc. Y muchos de estos compuestos son biocidas y txicos (OPS-

    OMS, 2006)

  • 14

    De otra parte, la contaminacin que originan las prcticas agrcolas se deben a

    los desechos animales, material de erosin, nutrientes vegetales, sales

    inorgnicas y minerales, herbicidas y plaguicidas, a los que se pueden aadir

    diversos agentes infecciosos contenidos en los desechos.

    El destino de los contaminantes despus de su disposicin final a un cuerpo de

    agua (ro, lago, acequia, mares) depender generalmente de su naturaleza

    (solubilidad, biodegradabilidad y toxicidad), de la masa de agua vertida y de la

    masa de agua receptora. Normalmente, despus de la descarga, la masa de

    agua descargada se ver sometida a procesos fsicos de dispersin y dilucin, y

    pueden ser afectados por reacciones qumicas y biolgicas. La prediccin de las

    variaciones en su concentracin, segn el tiempo y la distancia desde el punto

    de descarga, suele ser un proceso complicado de prediccin (OPS-OMS, 2006)

    2.2. Riesgos de la contaminacin del agua para la salud

    El agua se encuentra en cuatro formas principales: depsitos subterrneos,

    masas superficiales de agua dulce, el mar y el vapor en la atmsfera. La

    ingestin de agua directamente o en alimentos, su empleo en la higiene personal

    o la agricultura, industria o recreacin, y el hecho de habitar en sus cercanas

    pueden afectar la salud humana.

    En muchos pases en desarrollo, el agua de los ros, estanques, canales, etc., se

    utiliza para una serie de propsitos: aseo, lavado de ropa, eliminacin de

    excretas humanas, usos domsticos, de modo que estas aguas se contaminan y

    constituyen un vehculo de transmisin de infecciones entricas, tales como el

    clera, la fiebre tifoidea y disenteras, y ciertas infecciones parasitarias (OPS-

    OMS, 2006).

    La contaminacin del agua por bacterias, virus y parsitos patgenos al hombre

    puede atribuirse a la accin del ser humano sobre la propia fuente de agua o

    durante su transporte desde la fuente al consumidor. Entre los contaminantes

    figuran las aguas residuales, efluentes de alcantarillado y heces humanas y

    animales. Tanto los enfermos como los portadores que eliminan agentes

  • 15

    patgenos en las heces y la orina propagan las infecciones. Los portadores

    pueden ser pacientes restablecidos pero que albergan todava el agente

    infeccioso sin experimentar ningn otro trastorno, o enfermos leves o sin

    sntomas identificados o diagnosticados. La prevencin de la contaminacin y la

    purificacin del agua tienen por objeto, en gran parte, erradicar las infecciones

    transmitidas por el agua, y se establecieron para ese fin.

    Los principales agentes biolgicos transmitidos por el agua pueden agruparse en

    los siguientes grupos: bacterias; virus; parsitos y otros organismos patgenos al

    hombre.

    Bacterias patgenas: Las bacterias patgenas transmitidas directamente por el

    agua, o indirectamente a travs del agua a los alimentos, constituyen una de las

    principales fuentes de enfermedad y muerte en muchos pases en desarrollo.

    Incluyen los agentes causantes de grandes epidemias como el clera y fiebre

    tifoidea - y los casos menos espectaculares pero mucho ms numerosos de

    diarrea infantil, disentera y otras infecciones entricas (OPS-OMS, 2006).

    Las bacterias patgenas de transmisin hdrica provienen de seres humanos y

    de animales de sangre caliente (animales domsticos, ganado y animales

    silvestres). Estos agentes microbianos llegan a los cursos de agua a travs de

    las descargas de aguas residuales sin tratar o con tratamiento deficiente, drenaje

    de lluvias, descargas de plantas de procesamiento de carne de ganado y de

    aves, escorrentas que pasan por los corrales de ganado. En las zonas rurales la

    prctica de la defecacin a campo abierto tambin constituye una fuente de

    contaminacin de las aguas superficiales (OPS-CEPIS, 2004)

    Virus: Ciertos virus que se multiplican en el aparato digestivo del hombre

    pueden ser excretados en las heces en cantidades considerables y encontrarse

    en las aguas residuales y aguas contaminadas (OPS-OMS, 2006). Sin embargo,

    su presencia no indica necesariamente un riesgo significativo para el ser

    humano. Los virus hallados con mayor frecuencia en aguas contaminadas y en

    efluentes de alcantarillado son los enterovirus (virus poliomielticos, virus

  • 16

    coxsackie y virus echo), adenovirus, reovirus y el virus (todava no identificado)

    de la hepatitis infecciosa.

    Parsitos: Entre los parsitos que pueden ser ingeridos, se encuentra la

    Entamoeba histolytica, que es el agente causal de la amebiasis intestinal. Este

    parsito est muy extendido en los pases clidos del mundo y donde las

    condiciones sanitarias son malas. El empleo de filtros de agua, como los

    utilizados para la eliminacin de las bacterias, es eficaz y esencial contra las

    amebas vegetativas y enquistadas, puesto que el quiste amebiano es resistente

    al cloro en las dosis que normalmente se aplican para el tratamiento del agua

    (OPS-OMS, 2006).

    Algunos helmintos intestinales, como Ascaris lumbricoides y Trichuris trichiura,

    pueden ser tambin transmitidos por el agua, si bien su modo normal de

    transmisin es la ingestin de alimentos contaminados. La distomatosis es otra

    enfermedad parasitaria que puede contraerse al ingerir agua contaminada que

    contenga, en este caso, quistes de las especies Fasciola o Dicrocoelium (Cuadro

    A).

    2.3. Enfermedades relacionadas con el saneamiento

    Hay toda una serie de afecciones relacionadas con las excretas y las aguas

    residuales que afectan comnmente a los habitantes de los pases en desarrollo

    y que pueden subdividirse en enfermedades transmisibles y no transmisibles.

    Enfermedades transmisibles

    Las principales enfermedades transmisibles, cuya incidencia puede reducirse

    mediante la eliminacin inocua de las excretas, son las infecciones bacterianas y

    virales, y las infestaciones por helmintos. Entre las infecciones bacterianas se

    tiene el clera, la fiebre tifoidea y paratifoidea, la disentera y las diarreas de

    origen bacteriano y viral, mientras que entre las infestaciones parasitarias a la

    anquilostomiasis, la esquistosomiasis y la filariasis.

  • 17

    Las personas ms expuestas a contraer estas enfermedades son los nios

    menores de cinco aos, ya que su sistema inmunolgico no se encuentra

    totalmente desarrollado y adems porque pueden estar debilitados por una mala

    nutricin (OPS-OMS, 2006).

    Los organismos patgenos que se hallan frecuentemente en las heces, la orina y

    las aguas residuales domsticas son diversos as como las enfermedades que

    causan (Cuadro B)

    Enfermedades no transmisibles

    Adems del contenido de agentes patgenos, ha de tenerse en cuenta la

    composicin qumica de las aguas residuales, debido a sus efectos en el

    crecimiento de los cultivos y en los consumidores. El nmero de componentes

    que han de vigilarse (por ejemplo, metales pesados, compuestos orgnicos,

    detergentes, etc.) es mayor en las zonas urbanas industrializadas que en las

    rurales o indgenas.

    Sin embargo, el contenido de nitratos es importante en todas partes debido a los

    posibles efectos de su acumulacin, tanto en las aguas superficiales como en las

    subterrneas. En el hombre, y en especial en los recin nacidos, puede producir

    la metahemoglobinemia y adems afecta el equilibrio ecolgico de las aguas que

    reciben escorrentas o efluentes lquidos con una gran concentracin de nitratos.

    Aunque la principal actividad humana que aumenta el contenido de nitratos es la

    utilizacin de fertilizantes qumicos, el saneamiento deficiente o el mal uso de las

    aguas residuales pueden contribuir tambin a incrementar esa concentracin,

    particularmente en las aguas subterrneas (OPS-OMS, 2006).

    2.4. Calidad del agua

    El agua pura en el sentido riguroso de su significado, no existe en la naturaleza,

    debido a su propiedad como solvente sera imposible encontrarla libre de

  • 18

    compuestos qumicos. Adems, el ciclo del agua influye en su calidad, como

    sigue:

    El agua de lluvia disuelve los gases de la atmsfera y transporta polvo a

    la tierra.

    Al llegar la lluvia a la tierra sta se evapora, se escurre o se infiltra.

    El agua en su escurrimiento e infiltracin disuelve sales y reacciona con

    sustancias orgnicas residuales (restos de plantas, animales, etc.)

    El agua adquiere algunas caractersticas como turbiedad y contaminacin

    por contacto con aguas residuales.

    El agua adquiere coloracin, pues disuelve sustancias orgnicas

    coloreadas, las cuales estn en forma de coloides.

    El material slido en suspensin en el agua le da turbiedad.

    El curso de agua puede recibir aguas residuales, que contamina con

    bacterias patgenas.

    Esta contaminacin altera las caractersticas de las aguas superficiales y

    subterrneas.

    Aspectos microbiolgicos

    El agua segura, es aquella que puede ser aceptada y consumida por el hombre,

    sin que exista la posibilidad de causar dao a la salud. No debe contener ningn

    microorganismo considerado patgeno y debe estar libre de bacterias

    indicadoras de contaminacin fecal (OPS-OMS, 2006).

    Para asegurarse que el abastecimiento de agua potable satisfaga estas

    condiciones, es importante que de manera regular, se examine el agua para

    detectar contaminacin fecal. El primer indicador recomendado para este

    propsito es el Grupo Coliforme (conjunto de organismos coliformes, llamados

    as por su forma de coma en una vista del microscopio). Estos organismos se

    encuentran naturalmente en el tracto digestivo del ser humano y de otros

    animales de sangre caliente, son parte de la flora bacteriana natural. Sin

    embargo cuando se les encuentra en otras soluciones como el agua, nos indican

    la presencia de contaminacin fecal.

  • 19

    Son muy buenos indicadores pues siempre estn asociados a la materia fecal y

    pueden ser detectados an despus de considerable dilucin. La deteccin de

    organismos coliformes fecales o termotolerantes, en particular de la bacteria

    Escherichia coli, brinda una evidencia definitiva de contaminacin fecal (OPS-

    OMS, 2006).

    Aspectos qumicos y fsicos

    La contaminacin fsico-qumica puede provenir de la industria, de la actividad

    agrcola o de fuentes naturales. Para establecer si existen problemas de este

    tipo, es necesario medir determinados parmetros fsico-qumicos para evaluar

    la calidad del agua.

    a) Demanda bioqumica de oxgeno (DBO): caracteriza la carga orgnica, es

    el parmetro ms empleado para evaluar el comportamiento de las lagunas

    de estabilizacin de aguas residuales y la calidad de sus efluentes, su

    unidad de medida es mg/L o en Kg DBO/ha/da.

    b) Temperatura del agua: Es uno de los parmetros fsicos ms importantes

    en el agua, pues por lo general influye en el retardo o aceleracin de la

    actividad biolgica, la absorcin de oxgeno, la precipitacin de compuestos,

    la formacin de depsitos, la desinfeccin y los procesos de mezcla,

    floculacin, sedimentacin y filtracin. Mltiples factores, principalmente

    ambientales, pueden hacer que la temperatura del agua vare

    continuamente (OPS-CEPIS, 2004).

    c) Oxgeno disuelto: Su presencia es esencial en el agua; proviene

    principalmente del aire. Niveles bajos o ausencia de oxgeno en el agua

    puede indicar contaminacin elevada, condiciones spticas de materia

    orgnica o una actividad bacteriana intensa; por ello se le puede considerar

    como un indicador de contaminacin (OPS-CEPIS, 2004).

    d) Cloro residual: El cloro acta como desinfectante garantizando la calidad

    bacteriolgica del agua. Es el ms comnmente usado debido a su eficacia,

  • 20

    la facilidad de su medicin tanto en los laboratorios como sobre el terreno.

    Otra ventaja importante con respecto a otros desinfectantes es que el cloro

    deja un residuo cloro residual - que contribuye a prevenir la nueva

    contaminacin durante la distribucin, el transporte y el almacenamiento del

    agua en el hogar.

    Se pueden medir tres tipos de cloro residual:

    Cloro libre (las especies ms reactivas, es decir, el cido hipocloroso y el

    in de hipoclorito);

    Cloro combinado (las especies menos reactivas pero ms persistentes,

    formadas por la reaccin de las especies de cloro libre con material orgnico

    y amoniaco); y

    Cloro total (la suma de los residuos de cloro libre y cloro combinado).

    El cloro libre es inestable en solucin acuosa, y el contenido de cloro de las

    muestras de agua puede disminuir rpidamente, en particular a

    temperaturas clidas. La exposicin a luz fuerte o la agitacin acelerar la

    prdida de cloro libre. Por consiguiente, cuando se trata de determinar la

    concentracin de cloro libre, las muestras de agua se deben analizar

    inmediatamente despus de tomarlas y en ningn caso almacenarlas para

    su anlisis ulterior (OPS-OMS, 2006).

    e) Conductividad: La conductividad es una expresin numrica de la

    capacidad de una solucin para transportar una corriente elctrica. Esta

    capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracin total, de

    su movilidad, valencia y concentraciones relativas, as como de la

    temperatura de la medicin y sirve para evaluar la concentracin de

    minerales disueltos en el agua.

    La conductividad se expresa en micromhos por centmetro (mhos/cm). En

    el Sistema Internacional de Unidades (SIU), el recproco del ohmio es el

    siemens (S), y la conductividad se expresa en milisiemens por metro

    (mS/m); 1 mS/m = 10 mhos/cm (OPS-OMS, 2006).

  • 21

    f) pH: El pH es una medida de la concentracin de iones H +, que determinan

    la naturaleza cida o bsica del agua analizada. El pH es importante en el

    proceso de desinfeccin con cloro, ya que la eficacia de la desinfeccin

    depende del valor del pH (OPS-OMS, 2006). Influye en algunos fenmenos

    que ocurren en el agua, como la corrosin y las incrustaciones en las redes

    de distribucin (OPS-CEPIS, 2004).

    g) Turbiedad: Los niveles elevados de turbiedad pueden proteger a los

    microorganismos contra los efectos de la desinfeccin, estimular el

    crecimiento de las bacterias y ejercer una demanda significativa de cloro.

    Por lo tanto, en todos los procesos en los que se utilice la desinfeccin, la

    turbiedad siempre debe ser baja, de preferencia por debajo de 1 UNT, para

    conseguir una desinfeccin efectiva (OPS-OMS, 2006).

    h) Color: Esta caracterstica del agua puede estar ligada a la turbiedad o

    presentarse independientemente de ella. En la formacin del color en el

    agua intervienen, entre otros factores, el pH, la temperatura, el tiempo de

    contacto, la materia disponible y la solubilidad de los compuestos coloreados

    (OPS-CEPIS, 2004).

    i) Sabor y olor: El olor del agua se debe principalmente a la presencia de

    sustancias orgnicas. Algunos olores indican un incremento en la actividad

    biolgica y otros pueden tener su origen en la contaminacin industrial. La

    percepcin combinada de sustancias detectadas por los sentidos del gusto y

    del olfato se conoce generalmente con el nombre de "sabor" (OPS-OMS,

    2006).

    Las normas de cada pas determinan los requisitos que debe cumplir la calidad

    del agua para consumo humano, pero stos, a su vez, estn en concordancia

    con las recomendaciones desarrolladas por organismos internacionales como la

    Organizacin Mundial de la Salud (OMS).

  • 22

    2.5. Tecnologa apropiada

    Las tecnologas avanzadas convencionales provenientes de los pases

    desarrollados pueden ser muy atractivas, pero su utilizacin en sociedades

    pobres puede acarrear ms inconvenientes que los que soluciona (Solsona,

    1997)

    Las tecnologas alternativas para abastecimiento de agua cumplen funciones

    similares a las tecnologas convencionales pero a un menor costo y de manera

    ms sencilla, resultando atractivas a las demandas del mundo en desarrollo.

    La aplicacin de tecnologas apropiadas hace que la gente local pueda dirigir y

    controlar. Muchas veces se dice que la tecnologa apropiada significa que la

    gente pueda hacer y componer cosas prcticas y sencillas -tales como

    herramientas, instrumentos o mquinas-, usando los recursos locales. Pero

    tecnologa apropiada, adems se refiere a los mtodos (maneras de hacer, de

    aprender y resolver problemas) que se adapten a las necesidades, costumbres y

    habilidades de la gente (OPS-OMS, 2006)

    Al seleccionar la tecnologa se debe tener muy en cuenta las posibilidades y

    limitaciones locales, ya que en situaciones de emergencia puedan tener la

    ventaja de rehabilitarla ms fcilmente cuando se disponen los recursos

    necesarios en el lugar y esto solo se cumple cuando la tecnologa seleccionada

    es apropiada al medio (OPS-OMS, 2006)

    En trminos generales, los requisitos que deben cumplir las tecnologas

    apropiadas son:

    Eficiencia: Adecuado funcionamiento durante muchos aos.

    Costeable por los usuarios: Que usen mayormente materiales y mano de obra

    local.

    Fcil operacin y mantenimiento: La operacin, la reparacin y el mantenimiento

    ejecutados con recursos propios a nivel local.

    Culturalmente aceptable: Acorde con las costumbres locales y creencias

    religiosas.

  • 23

    Conveniente para el usuario: Permitir usar los nuevos sistemas sin afectar sus

    rutinas normales.

    Poderse mejorar gradualmente: Tecnologa aplicada que pueda ser modificada

    fcil y econmicamente a fin de mejorar o ampliar su capacidad

    2.6. Sistemas naturales de tratamiento de aguas

    2.6.1. Lagunas de estabilizacin

    Las lagunas de estabilizacin es el mtodo ms simple de tratamiento de aguas

    residuales que existe. Estn constituidos por excavaciones poco profundas

    cercadas por taludes de tierra. Generalmente tiene forma rectangular o

    cuadrada.

    Las lagunas tienen como objetivos:

    Remover de las aguas residuales la materia orgnica que ocasiona la

    contaminacin.

    Eliminar microorganismos patgenos que representan un grave peligro

    para la salud.

    Utilizar su efluente para reutilizacin, con otras finalidades, como

    agricultura.

    La eficiencia de la depuracin del agua residual en lagunas de estabilizacin

    depende ampliamente de las condiciones climticas de la zona, temperatura,

    radiacin solar, frecuencia y fuerza de los vientos locales, y factores que afectan

    directamente a la biologa del sistema.

    Las lagunas de estabilizacin se pueden clasificar, en relacin con la presencia

    de oxgeno, en (1) aerobios, (2) de maduracin, (3) facultativos, y (4) anaerobios

    (Metcalf & Eddy, 1998).

    Lagunas Aerobias: Reciben aguas residuales que han sido sometidos a un

    tratamiento y que contienen relativamente pocos slidos en suspensin. En ellas

    se produce la degradacin de la materia orgnica mediante la actividad de

  • 24

    bacterias aerobias que consumen oxigeno producido fotosintticamente por las

    algas. Son lagunas poco profundas de 1 a 1.5m de profundidad y suelen tener

    tiempo de residencia elevada, 20-30 das (Romero, 1999).

    El grupo especfico de algas, animales o especies bacterianas presentes en

    cualquier zona de una laguna aerobia depende de factores tales como la carga

    orgnica, el grado de mezcla de la laguna, el pH, los nutrientes, la luz solar y la

    temperatura (Metcalf & Eddy, 1998).

    Lagunas Anaerobias: El tratamiento se lleva a cabo por la accin de bacterias

    anaerobias. Como consecuencia de la elevada carga orgnica y el corto periodo

    de retencin del agua residual, el contenido de oxgeno disuelto se mantiene

    muy bajo o nulo durante todo el ao. El objetivo perseguido es retener la mayor

    parte posible de los slidos en suspensin, que pasan a incorporarse a la capa

    de fangos acumulados en el fondo y eliminar parte de la carga orgnica.

    Las lagunas anaerobias suelen tener profundidad entre 2 y 5 m, el parmetro

    ms utilizado para el diseo de lagunas anaerobias es la carga volumtrica que

    por su alto valor lleva a que sean habituales tiempos de retencin con valores

    comprendidos entre 2-5 das (Romero, 1999).

    Lagunas Facultativas: Son aquellas que poseen una zona aerobia y una

    anaerobia, siendo respectivamente en superficie y fondo. La finalidad de estas

    lagunas es la estabilizacin de la materia orgnica en un medio oxigenado

    proporcionando principalmente por las algas presentes. La profundidad de las

    lagunas facultativas suele estar comprendida entre 1 y 2 m para facilitar as un

    ambiente oxigenado en la mayor parte del perfil vertical (Rolim, 2000).

    En este tipo de lagunas se puede encontrar cualquier tipo de microorganismos,

    desde anaerobios estrictos, en el fango del fondo, hasta aerobios estrictos en la

    zona inmediatamente adyacente a la superficie. Adems de las bacterias y

    protozoarios, en las lagunas facultativas es esencial la presencia de algas, que

    son los principales suministradoras de oxgeno disuelto (Rolim, 2000).

  • 25

    Las bacterias y algas actan en forma simbitica, con el resultado global de la

    degradacin de la materia orgnica. Las bacterias utilizan el oxgeno

    suministrado por las algas para metabolizar en forma aerbica los compuestos

    orgnicos. En este proceso se liberan nutrientes solubles (nitratos, fosfatos) y

    dixido de carbono en grandes cantidades, estos son utilizados por las algas en

    su crecimiento. De esta forma, la actividad de ambas es mutuamente beneficiosa

    (Rolim, 2000).

    Laguna de Maduracin: Este tipo de laguna tiene como objetivo fundamental la

    eliminacin de bacterias patgenas. Adems de su efecto desinfectante, las

    lagunas de maduracin cumplen otros objetivos, como son la nitrificacin del

    nitrgeno amoniacal, cierta eliminacin de nutrientes, clarificacin del efluente y

    consecucin de un efluente bien oxigenado.

    Las lagunas de maduracin se construyen generalmente con tiempo de

    retencin de 3 a 10 das cada una, mnimo 5 das cuando se usa una sola y

    profundidades de 1 a 1.5 metros. En la prctica el nmero de lagunas de

    maduracin lo determina el tiempo de retencin necesario para proveer una

    remocin requerida de coliformes fecales (Rolim, 2000).

    Remocin de las bacterias

    Tanto en las lagunas de estabilizacin facultativas como en las anaerobias se

    presenta un decaimiento de la concentracin de bacterias patgenas, que en la

    prctica de la ingeniera sanitaria se mide a travs del decaimiento de las

    bacterias Coliformes fecales. Esta razn de decaimiento es muy baja, lo que

    hace que para lograr efluentes de buena calidad microbiolgica las lagunas de

    estabilizacin necesiten perodos de retencin muy grandes (de 5 a 30 o ms

    das), dependiendo de los requerimientos de calidad de los efluentes, de las

    caractersticas del agua residual, de la temperatura, de la radiacin solar, y otras

    caractersticas (Len, 1995).

    La velocidad real a la que desaparecen las bacterias en una laguna de

    estabilizacin se representa como el valor de la constante Kb. Cuando se

  • 26

    desarrolla una ecuacin que describe la relacin entre el valor de Kb y las

    diferentes variables que influencian este valor, se debe comprender el

    mecanismo subyacente a la eliminacin de bacterias. Se describe a continuacin

    los diversos factores que influencian el decaimiento bacteriano:

    a) Temperatura del agua: La elevacin de la temperatura aumentar el

    decaimiento bacterial presuntamente por incremento de la actividad

    metablica, lo que origina mayor susceptibilidad a las sustancias txicas.

    (Pearson et al., 1987). Otro aspecto es que los predadores se multiplican

    ms rpidamente a temperaturas ms altas y por ello el nmero de bacterias

    disminuye ms velozmente (Gloyna, 1971). Otro papel importante de la

    temperatura es que mientras mayor sea, hay ms crecimiento de algas.

    Como se describir ms adelante, un aumento en la concentracin de algas

    mejorar la eficiencia del tratamiento de la laguna con relacin a la remocin

    de bacterias.

    b) Radiacin solar: La radiacin solar, puede tener un efecto directo e

    indirecto sobre el decaimiento bacteriano. El efecto indirecto es que las

    algas crecern ms rpidamente con el incremento de la intensidad de la

    luz. Por s solo, el aumento del nmero de algas es importante para el

    decaimiento bacteriano.

    El efecto directo es la formacin de sustancias txicas de oxgenos causada

    por la luz. Se ha demostrado que las sustancias hmicas, comunes en el

    desage y en las lagunas de estabilizacin, absorben luz solar y pasan esta

    energa al oxgeno originando formas txicas de oxgeno (radicales de

    oxgeno libre, perxido de hidrgeno y probablemente superxido y

    radicales hidroxilo). Estas formas de oxgeno destruyen a las bacterias en

    las lagunas. Este mecanismo acta sinrgicamente con pH elevado, tal vez

    debido a que las formas txicas daan la membrana interna de los

    coliformes fecales. No es sorprendente encontrar que la foto-oxidacin se

    vea afectada por la luz, pH y la concentracin del oxgeno disuelto (Curtis et

    al., 1992). Curtis concluye tambin que la luz destruir ms coliformes

  • 27

    fecales en lagunas turbias que en lagunas claras, si las algunas turbias

    tienen un pH suficientemente alto y oxgeno disuelto.

    c) Valor de pH: Un valor de 9 ms podra desempear un papel crtico en el

    aceleramiento del decaimiento bacteriano (Pearson et al., 1987), (Perhad y

    Rao, 1974) y (Saqqar y Pescod, 1991). Un pH de 9 ms es letal para los

    coliformes fecales. Pero tambin por debajo de este nivel pueden ocurrir

    reducciones considerables de coliformes fecales y se puede encontrar una

    relacin entre el incremento de la velocidad del decaimiento bacteriano y

    elevados niveles de pH (Curtis et al., 1992).

    d) DBO y nutrientes: Las bacterias requieren formas orgnicas de carbn y

    nitrgeno, lo cual implica que una escasez de sustrato orgnico podra

    reducir el nmero de coliformes (Saqqar y Pescod, 1991). Saqqar y Pescod

    postularon que la carga orgnica por s sola no influencia la remocin de

    coliformes, sino a travs de cambios ambientales asociados a ella. Por lo

    tanto, el parmetro estar representado por cambios en los otros

    parmetros. Esto permite postular que las ltimas lagunas en una serie

    tendern a reducir ms coliformes durante el mismo perodo de retencin

    que las lagunas anaerobias o facultativas que estn al principio de la serie.

    En general, las ltimas lagunas en una serie tendrn menos DBO y DQO y

    concentracin de slidos suspendidos totales (esto es diferente cuando se

    combina con el crecimiento de algas, vase el acpite sobre concentracin

    de algas).

    e) Oxgeno disuelto: Como se ha indicado tambin bajo la radiacin solar, la

    existencia de formas txicas de oxgeno es importante para el decaimiento

    bacteriano. Es evidente que altas concentraciones de oxgeno disuelto

    tengan un efecto positivo sobre la formacin de compuestos txicos de

    oxgeno. El papel del oxgeno disuelto no es mencionado frecuentemente en

    la literatura. Curtis et al. (1992) es una excepcin, habiendo desarrollado un

    modelo que incorpora la importancia del oxgeno en las lagunas.

  • 28

    f) Concentracin de algas: La influencia de las algas en el decaimiento

    bacteriano no es directa. El efecto ms importante para las bacterias est

    determinado por la relacin de las algas y otros factores, especialmente el

    pH, oxgeno disuelto y penetracin de luz en las lagunas. Durante el da las

    algas producen oxgeno y absorben CO2. Estos procesos metablicos

    dependen de la luz e incrementan los niveles de oxgeno disuelto y pH.

    Durante el da las algas tambin producen biomasa y la concentracin total

    de algas aumenta. El incremento del nmero de algas tambin ocasiona

    mayor turbiedad, lo cual tiene una influencia negativa para la penetracin de

    la luz a travs de la columna de agua.

    g) Profundidad de la laguna: Este aspecto no es realmente una parte de los

    procesos bioqumicos, pero la profundidad de la laguna es de importancia

    para el valor de Kb y puede incidir en la eficacia del tratamiento. Si una

    laguna no es muy profunda, la luz solar puede llegar hasta cerca del fondo y

    la fotosntesis se puede dar en todo el volumen de la laguna. Los beneficios

    de la fotosntesis por las algas ha sido mencionado antes y no es

    sorprendente que el decaimiento bacteriano se incremente

    significativamente mientras menor sea la profundidad de la laguna (Van

    Buureen et al., 1994).

    Por otro lado, es evidente que par ale mismo flujo del afluente y rea, una

    laguna ms profunda tendr un tiempo de retencin mayor y por lo tanto

    habr ms tiempo disponible para la eliminacin de bacterias.

    h) Competencia y predacin: Las bacterias provenientes de las aguas

    residuales forman parte de la cadena alimenticia de la laguna y gran nmero

    de estos organismos son consumidos por protozoarios u otras formas ms

    evolucionadas de vida animal. Algunos bacterigrafos especficos tambin

    destruirn organismos fecales (Gloyna, 1971). En el ambiente de la laguna

    tambin hay competencia por los nutrientes disponibles.

  • 29

    Especialmente cuando hay escasez relativa de nutrientes, las bacterias

    fecales ofrecen una competencia menos fuerte a los otros organismos de la

    laguna.

    Remocin de parsitos

    La remocin de los parsitos en lagunas de estabilizacin se obtiene por la

    sedimentacin de los quistes de protozoos y huevos de helmintos.

    Varios son los factores que pueden influir sobre el tiempo de sedimentacin de

    los parsitos, entre ellos: el movimiento de las aguas, el flujo no uniforme,

    presencia de detergentes y material flotante.

    2.6.2. Humedales artificiales (Wetland)

    Los humedales tienen tres funciones bsicas que los hacen tener un atractivo

    potencial para el tratamiento de aguas residuales; estas son:

    Fijar fsicamente los contaminantes en la superficie del suelo y la materia

    orgnica.

    Utilizar y transformar los elementos por intermedio de los

    microorganismos.

    Lograr niveles de tratamiento consistentes con un bajo consumo de

    energa y bajo mantenimiento.

    Existen dos tipos de sistemas de humedales artificiales desarrollados para el

    tratamiento de agua residual; los sistemas de flujo libre (FWS) y sistemas de flujo

    subsuperficial (SFS). En los casos en que se emplean para proporcionar

    tratamiento secundario o avanzado, los sistemas de flujo libre (FWS) suelen

    consistir en balsas o canales paralelos con la superficie del agua expuesta a la

    atmsfera y el fondo constituido por suelo relativamente impermeable o con una

    barrera subsuperficial, vegetacin emergente, y niveles de agua poco profundos

    entre 0.1 y 0.6 m (Metcalf &Eddy, 1998).

  • 30

    2.6.3. Reservorios

    Se les conoce tambin como Reservorios de Estabilizacin (ER) de las aguas

    servidas. Los procesos de purificacin que ocurren dentro de los reservorios son

    naturales, utilizan radiacin solar (las plantas mecnicas usan energa elctrica).

    Las micro-algas producen la mayor parte del oxgeno requerido por los procesos

    de degradacin (las plantas mecnicas toman el oxgeno de la atmsfera con

    gran gasto de energa) (Juanic, 1999).

    El propsito del almacenamiento es doble:

    Poder descargar los efluentes en el perodo deseado del ao.

    Obtener efluentes de alta calidad.

    Los reservorios de estabilizacin son sistemas acuticos hipertrficos, su uso es

    apropiado para pases clidos que sufren de escasez de agua, donde la

    regulacin entre la produccin de aguas residuales y la utilizacin de efluentes

    es necesaria. Los reservorios de estabilizacin pueden significativamente

    mejorar la calidad de los efluentes, sin embargo, pocos modelos han sido

    desarrollados a la fecha. Hoy, la gran demanda de efluentes de alta calidad,

    requiere de una mejor comprensin de los procesos que ocurren dentro de los

    reservorios. (Friedler et al, 2003)

    Combinan varios aspectos que influencian la calidad del efluente, entre ellos:

    radiacin solar, reaireacin atmosfrica, algas, zooplancton, materia orgnica,

    bacterias patgenas y sedimentacin.

    Los reservorios de estabilizacin de aguas residuales permiten una operacin

    flexible de estos sistemas y optimizan el uso del agua, aumentan el rea agrcola

    que puede ser irrigada y liberan efluentes de calidad alta y confiable.

    Las aguas residuales contienen no slo materia orgnica sino tambin

    cantidades significativas de patgenos, metales pesados, detergentes duros,

    pesticidas, micro-contaminantes orgnicos, y otros contaminantes que no son

  • 31

    removidos por las plantas de tratamiento mecnicas. Los reservorios pueden

    remover la mayor parte de estos contaminantes (Juanic, 1999).

    Los reservorios de estabilizacin para aguas servidas pueden remover DBO,

    DQO, detergentes y otros contaminantes en un orden de magnitud (90 %) y

    coliformes fecales en cinco rdenes de magnitud (99.999 %) sin cloracin

    (Juanic, 1999).

    La irrigacin suele ser la alternativa ms barata para la disposicin final de las

    aguas servidas tratadas (comparada con la descarga a ros, lagos, u otras

    alternativas) tanto en costos de construccin como de operacin y

    mantenimiento. El riego suele ser la alternativa con menor impacto ecolgico

    para la disposicin final de las aguas servidas tratadas.

    Las aves acuticas encuentran en los reservorios un refugio adecuado para

    ellas. Esto es importante en reas donde el ambiente natural de estas aves ha

    sido invadido o destruido por el desarrollo urbano, turstico o agrcola.

  • 32

    III. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

    3.1. Recopilacin de informacin del mbito geogrfico

    Se revis material bibliogrfico del Ministerio de Agricultura y Ministerio de

    Energa y Minas con la finalidad de definir el mbito geogrfico de la cuenca del

    ro Rmac, as como tambin, se realizaron visitas a la Junta de Usuarios del

    Rmac (JUR) para obtener informacin del rea bajo riego, la cantidad de

    usuarios y la altitud promedio en los subsectores de riego Huachipa y Nievera.

    3.2. Diagnstico de la calidad del agua para riego y productos agrcolas en

    los subsectores de Huachipa y Nievera

    3.2.1. Identificacin de fuentes contaminantes

    Con la finalidad de identificar las principales fuentes de contaminacin y puntos

    de descargas hacia los canales de riego se realizaron recorridos en ambos

    subsectores.

    Cada punto fue georeferenciado mediante un Sistema de posicionamiento global

    (GPS), utilizando el instrumento Garmin GPSMAP76S, Am Garmin Olathe, KS,

    USA. Para definir las superficies de contaminacin de us la extensin del

    anlisis espacial del software ArcGis 9.01.

    3.2.2. Evaluacin de la calidad del agua para riego

    Identificadas las fuentes de contaminacin de ambos subsectores de regantes

    se determinaron 14 puntos de muestreo en Huachipa y 6 en Nievera con la

    finalidad de evaluar la calidad del agua de riego de los canales principales,

    secundarios y estructuras de captacin.

    El punto de monitoreo H1 se ubic en la bocatoma del ro Rmac, H2 y H3 en el

    canal principal, CC.PP. Haras El Huayco y CC.CC. San Antonio de Jicarmarca,

    respectivamente. H4 y H5 en el canal de primer orden Capitana Baja, H6 en el

  • 33

    canal de segundo orden Platillo, H7 y H9 en el canal de primer orden Chuco, H8

    y H10 en el canal de primer orden Huaec, H11 y H12 en los canales de quinto y

    cuarto orden Tunqui, H13 en el canal de cuarto orden Barrientos y H14 en el

    canal de segundo orden Huaccho.

    Los puntos de monitoreo N1, N2, N5 y N6 se ubican en el canal principal de

    Nievera y los puntos N3 y N4 en los canales de primer y segundo orden,

    respectivamente.

    Se evaluaron los siguientes parmetros:

    Parmetros Fsico-qumicos:

    Temperatura

    pH

    Conductividad elctrica (CE)

    Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO)

    Nutrientes: Potasio, Nitratos y Fosfatos.

    Metales Pesados: Arsnico, Plomo, Cadmio y Cromo.

    Parmetros Microbiolgicos:

    Coliformes Termotolerantes

    Escherichia coli

    Parmetros Parasitolgicos

    Protozoos: Blastocystis homini, Entamoeba coli, Endolimax nana y

    Giardia lambia.

    Helmintos: Larva de Strongyloides, Uncinaria, Hymenolepis nana y

    Trichuris trichiura.

    Cabe resaltar que los metales: Arsnico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr) y Plomo

    (Pb) fueron seleccionados por ser los elementos txicos que por bio-acumulacin

    tienen mayor impacto en la salud pblica.

  • 34

    Los resultados de los parmetros medidos fueron comparados con los

    Estndares Nacionales de Calidad Ambiental para el agua, categora III (Riego

    de vegetales y bebida de animales), DS N 002-2008- MINAM, el cual tiene como

    objetivo establecer el nivel de concentracin o el grado de elementos, sustancias

    o parmetros fsicos, qumicos y biolgicos presentes en el agua, en su

    condicin de cuerpo receptor y componente bsico de los ecosistemas

    acuticos, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni

    para el ambiente. Los Estndares aprobados son aplicables a los cuerpos de

    agua del territorio nacional en su estado natural y son obligatorios en el diseo

    de las normas legales y las polticas pblicas siendo un referente obligatorio en

    el diseo.

    En el mapeo de los puntos de muestreo, para el caso de los parmetros

    microbiolgicos se ha considerado cinco niveles de calidad, en donde los niveles

    muy bajo y bajo son valores que se encuentran por debajo de los estndares

    estipulados para la Categora III, por lo tanto, los niveles medio, alto y muy

    alto son considerados no aptos para agricultura de hortalizas. En el caso de los

    parmetros parasitolgicos se han considerado como resultado presencia y

    ausencia.

    Los parmetros fsico-qumicos temperatura, pH y conductividad elctrica fueron

    medidos in situ con un equipo multiparmetro. El anlisis de los parmetros

    microbiolgicos y parasitolgicos en las muestras de agua fueron realizados por

    los laboratorios de la Direccin General de Salud Ambiental (DIGESA) y los

    parmetros fsico-qumicos nutrientes y metales pesados fueron realizados por

    Laboratorios Analticos del Sur E.I.R.L.

    Los mtodos de ensayo empleados para la medicin de los parmetros en las

    muestras de agua fueron los siguientes:

    Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO):

    Mtodos Normalizados para el Anlisis de Aguas Potables y Residuales

    American Public Health Association, American Water Works, Association

    Water Pollution Control Federation. 20th edition, 1998.

  • 35

    4

    Nutrientes

    Potasio (K): ASTM D 4192-03 Mtodo de Ensayo estndar para potasio

    en agua por Absorcin Atmica.

    Nitrato (NNO3-) Mtodo de Ensayo para nitratos fotometra en agua.

    Fosfatos (PO 3) Mtodo de Ensayo para fsforo total fotometra

    Metales Pesados

    Arsnico (As): ASTM D 2792-03 Mtodo de Ensayo estndar para

    Arsnico en agua por generacin de hidruros.

    Plomo (Pb): ASTM D 3559-03 Mtodo de Ensayo estndar para Plomo

    en agua por Absorcin Atmica.

    Cadmio (Cd): ASTM D 3557-02 Mtodo de Ensayo estndar para Cadmio

    en agua por Absorcin Atmica.

    Cromo (Cr): ASTM D 1687-02 Mtodo de Ensayo estndar para Cromo

    en agua por Absorcin Atmica.

    Coliformes Termotolerantes y E. coli:

    Mtodo Estandarizado de fermentacin de Tubo Mltiple de Coliformes

    Fecales (Termotolerantes) 9221 C.

    Documento de la referencia: Mtodos Normalizados para el Anlisis de

    Agua Potable y Residuales APHA, AWW, WPCF. 20th edition.

    Parsitos (Protozoos y Helmintos):

    Mtodo de Concentracin y flotacin

    Tcnica de recuento 10200F.2.c.4 (adaptado)

    Documento de la referencia: Mtodos simplificados de anlisis.

    OPS/CEPIS. Carmen Vargas. Lima, Per. 1983 y Estndar Methods for

    the Examination of Water and Wastewater APHA / AWWA / WEF 19 th

    Ed. 1995.

    3.2.3. Evaluacin de la calidad sanitaria de los productos agrcolas

    Los puntos de muestreo se identificaron mediante salidas de campo,

    evalundose los siguientes cultivos: Brassica rapa L. var. rapa Nabo, Tagetes

  • 36

    minuta L. Huacatay, Beta vulgaris L. var. Crassa Betarraga y Apium

    graveolens L. Apio, adicionalmente se realiz un muestreo de Lolium perenne

    L. Grass por ser un cultivo muy desarrollado en estas zonas durante los ltimos

    aos

    Las muestras de nabo y betarraga se tomaron por duplicado debido a sus

    actividades de post-cosecha, considerndose muestras lavadas y sin lavar.

    (Cuadro N 01). El proceso de lavado se realiz en el Lavadero Huaycoloro.

    Del mismo modo, el anlisis de los parmetros microbiolgicos y parasitolgicos

    en las muestras de los productos agrcolas fueron realizados por los laboratorios

    de la Direccin General de Salud Ambiental (DIGESA).

    Los mtodos de ensayo empleados para la medicin de los parmetros en las

    muestras de cultivo fueron los siguientes:

    Coliformes Termotolerantes:

    Nmero ms probable NMP, Mtodo I Norteamericano, propuesto por

    ICMSF 1983.

    Documento de la referencia: Metodologas para el Anlisis Microbiolgico

    de Aguas Residuales y productos Agrcolas OPS/OMS/CEPIS. Lima-

    Per, 1993. Gua Tcnica de Evaluacin del Riesgo de los Alimentos en

    la Va Pblica en Ciudades de Amrica latina, OPS/OMS Abril 1994 (Para

    productos crudos)

    Parsitos (Protozoos y Helmintos):

    Mtodo de Concentracin y centrifugacin

    Tcnica de recuento 10200F.2.c.4 (adaptado)

    Documento de la referencia: Mtodos simplificados de anlisis.

    OPS/CEPIS. Carmen Vargas. Lima, Per. 1983 y Estandar Methods for

    the Examination of Water and Wastewater APHA / AWWA / WEF 19 th

    Ed. 1995.

  • 37

    3.3. Implementacin del Sistema para mejorar la calidad del agua para riego

    3.3.1. Reservorio

    Los resultados de las evaluaciones de la calidad del agua y de los productos

    agrcolas corroboran que el agua para riego no es adecuada desde el punto de

    vista sanitario, reforzando la necesidad de implementar de un Reservorio con la

    finalidad de mejorar la calidad sanitaria del agua para riego y de esta manera

    obtener productos agrcolas de buena calidad que no afecten la salud de los

    consumidores y agricultores.

    El agua del canal ingresa al Reservorio y se almacena por un perodo mayor a

    10 das, durante este tiempo se produce una simbiosis algas-bacterias,

    interviniendo en el proceso: la radiacin solar, temperatura del agua, DBO,

    nutrientes, pH y oxgeno disuelto, obtenindose como resultado el decaimiento

    de bacterias patgenas y sedimentacin de parsitos humanos.

    3.3.2. Localizacin, diseo, implementacin y puesta en marcha del

    Reservorio

    Localizacin del Reservorio, para la ubicacin del Reservorio se han

    considerado los siguientes criterios de seleccin:

    rea Agrcola: se refiere a la concentracin de parcelas, se prefieren las

    parcelas que tengan una mayor superficie actualmente en produccin

    agrcola. Sin embargo existen parcelas que son utilizadas para la

    elaboracin de ladrillos que luego son reincorporadas a la actividad

    agrcola.

    Capacidad de supervivencia del rea agrcola: generalmente las

    parcelas que se encuentran cerca de centro poblados o cerca a ciudades

    tienden a cambiar, de uso agrcola a uso urbano o industrial. Tendrn una

    mayor prioridad de ser seleccionadas aquellas parcelas que a mediano

    y/o largo plazo tengan menor riesgo de cambiar de uso.

  • 38

    Calidad sanitaria del agua: el agua de riego de los canales presenta un

    alto ndice de contaminacin con patgenos, especialmente cuando el

    canal atraviesa o esta muy cerca de asentamientos humanos. Cuanto

    ms alto sea la contaminacin mayor es la necesidad de mejorar la

    calidad del agua de riego hasta un nivel aceptable.

    Receptividad del proyecto: los usuarios o beneficiarios debern mostrar

    inters en llevar a cabo la ejecucin del proyecto, entendiendo que la

    implementacin del reservorio mejorar la calidad sanitaria de los

    productos y la productividad de los mismos.

    Disponibilidad de agua: las zonas agrcolas ubicadas en el tramo final

    del sistema de irrigacin tienen mayor dificultad para disponer del agua

    en el momento requerido por los cultivos, lo que incluso ha determinado

    que se reemplacen los cultivos de hortalizas por otros menos exigentes

    en agua. Estas zonas tendrn mayor prioridad para la seleccin.

    Requerimiento de agua por tipo de cultivo: se prefieren las parcelas

    que trabajen con cultivos regados por surcos, descartando en lo posible

    aquellos regados por inundacin (melgas) ya que se trata de un mtodo

    de riego poco eficiente y con mayor impacto ambiental en los suelos y el

    acufero. Se propone descartar aquellas parcelas que cultivan grass, por

    ser una prctica que demanda mucha agua y esta reduciendo

    peligrosamente el suelo agrcola.

    Topografa: tienen una mayor prioridad de seleccin aquellas parcelas

    que su relieve presente una pendiente favorable para llenar el reservorio

    y regar por gravedad, sin tener la necesidad de emplear una bomba. Es

    decir es ms econmico el riego por gravedad.

    Terreno disponible: se prefiere las parcelas que tengan un terreno sin

    uso actual. Cuando se trate de terrenos usados actualmente para fines

    agrcolas, se debe contar con la decisin del propietario de sacrificar una

  • 39

    porcin de su rea productiva para implementar el reservorio, con el

    convencimiento total que le ser ms beneficioso.

    La produccin de peces es un factor importante para esta toma de

    decisin, ya que implica reemplazar la produccin agrcola por una

    produccin pisccola, que podra ser ms rentable.

    Textura del suelo: son elegidas aquellas parcelas que cuenten con

    suelos de textura arcillosa predominantemente, a fin de construir los

    reservorios con el material local y sin revestimiento si fuera posible. El

    uso de geomembrana solo es necesario en suelos muy permeables

    (arenosos y de grava).

    Tipo de cultivo: los cultivos agrcolas de tallo corto y consumo crudo

    como las hortalizas requieren de una calidad de agua de categora III,

    segn los ECAs (

  • 40

    se esperara un tiempo de retencin terico de aproximadamente dos

    semanas.

    Requerimiento de agua para riego (Vsem): Este valor se calcula

    midiendo el caudal y tiempo de riego para una hectrea. Luego se realiza

    una sumatoria de todos los volmenes aplicados durante la campaa y

    finalmente se divide entre el nmero de semanas transcurridas durante

    esta campaa.

    Vsem Q1

    * T1 Q2 * T2 ... Qn * Tn

    N nmerodesemanas

    Donde,

    Vsem = volumen de agua semanal por hectrea (m3/sem.ha)

    Q1, Q2,...Qn = caudales utilizados en cada riego de una hectrea

    T1, T2, ... Tn = tiempos utilizados en cada riego de una hectrea

    n = nmero de riegos por campaa

    N = nmero de semanas en la campaa

    Volumen del reservorio (Vres): Se calcula multiplicando el volumen

    semanal (Vsem) por dos semanas, por el Nmero de hectreas que se

    desea regar con el reservorio. Al multiplicar por dos semanas se

    garantiza un periodo de retencin mayor a los 10 das antes estipulados.

    Vres Vsem * 2 * A

    Donde, A = rea regada (hectreas)

    Es as que el reservorio de la familia Bonifacio (Nievera) se diseo con

    un volumen de 722 m3, para regar una hectrea mediante un sistema de

    riego por multicompuertas con una eficiencia de 67%. Es importante

    indicar que el mismo volumen permitira regar al inicio 4500 m2 mediante

    un sistema de riego con surcos por gravedad.

  • 41

    Profundidad del reservorio: El levantamiento topogrfico permite

    estimar la diferencia de nivel entre la cota del canal y la cota del terreno a

    regar. Se debe tener presente que a mayor profundidad se obtiene un

    mayor volumen en menor rea. Sin embargo no se recomienda que la

    profundidad exceda los 3 metros, ya que demandara un diseo ms

    riguroso para asegurar la estabilidad de los diques. Es as que el

    reservorio de la familia Bonifacio se dise con una profundidad total de

    2.25 metros, que incluye un borde libre de 0.25 metros.

    Caractersticas de los diques (muros): La pendiente del talud de los

    diques depende de la textura del terreno y el tipo de revestimiento

    elegido. Es as que el reservorio de la familia Bonifacio se consider un

    talud de 1:1 de los lados externos e internos de los muros, debido a que

    el suelo es franco arenoso con un alto contenido de grava y se acord un

    revestimiento con geomembrana,

    rea disponible: El rea para la construccin del reservorio fue definida

    en acuerdo con el agricultor y segn los requerimientos para lograr la

    capacidad previamente calculada. Las dimensiones de esta rea

    asignada determinan finalmente la longitud y ancho del reservorio. En el

    caso de la familia Bonifacio (Nievera) el agricultor ofreci una franja de

    terreno sin uso de 70 m de largo por 15 m de ancho (1050 m2), por tanto

    se dise el reservorio con una longitud de 58 m y un ancho de 15 m,

    que determinaron un rea superficial 870 m2.

    La familia Bonifacio asign una franja de terreno de 70 m de largo por 15

    m de ancho (1050 m2), por tanto se dise un reservorio en un rea total

    de 870 m2. La asignacin del terreno antes mencionado y la aplicacin de

    un talud de 1 a 1, determin que este reservorio tenga finalmente una

    longitud de 53.50 m por 9.50 m de ancho, con capacidad para almacenar

    722 m3 y regar una hectrea con el sistema de multicompuertas.

    Caudal de entrada = 15 l/s.

  • 42

    Tiempo de riego (Tr) = 2.5hr/ha.

    Frecuencia de riego (Fr) = en verano 2 veces por semana y en invierno 1

    vez por semana.

    rea bajo riego =1 hectrea

    Evapotranspiracin (Etp) = 4 mm/da, en promedio.

    Temperatura (T) = 15 C. (Mes ms fro)

    Coliformes fecales (CF) = 5 00 000 NMP/100ml.

    Levantamiento topogrfico a detalle con curvas de nivel cada 25 cm.

    utilizando los programas Surfer y Autocad.

    Para el clculo de las dimensiones preliminares, se emple el software

    desarrollado por el Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del

    Ambiente (CEPIS): Uso de Aguas Residuales Tratadas en Agricultura (MODELO

    PARA LA FORMULACIN Y EVALUACIN ECONMICA DE PERFILES DE

    PROYECTOS) (Figuras N 06 y N 07)

    Implementacin del Reservorio, el proceso constructivo se ha ceido de

    acuerdos a las normas vigentes de construccin.

    Limpieza y desbroce, se elimin todo el material ajeno al terreno,

    incluyendo la vegetacin superficial, rastrojos y piedras. El trabajo en

    general se hizo en forma manual, dejando la remocin del material

    pesado para ser removido por la maquinaria antes de la excavacin.

    Trazo y replanteo, se trazaron las dimensiones definitivas del reservorio

    en campo, empleando estacas de madera y yeso.

    Excavacin, se emple 11 horas mquina para realizar la excavacin y la

    conformacin de muros.

    Relleno y compactacin de los diques: Para lograr una humedad

    apropiada se aplico agua a los diques, mediante una excavacin

    superficial de canaletas en la corona. Al verificarse la humedad

    adecuada, se procedi luego a la compactacin del terreno con pisones

    elaborados de concreto. Luego de verificar los niveles, se procedi a

    remover el material de las partes ms altas y rellenar las ms bajas,

    hasta conseguir nivelar toda la corona a una misma cota.

  • 43

    Nivelacin, esta actividad se ha realizado con un nivel de ingeniero

    durante la excavacin, acabado de muros y fondo de reservorio, de tal

    manera mantener las dimensiones de diseo y elevaciones.

    Acabado de muros y fondos, mediante el refine y compactacin de muros

    y apisonado del fondo del piso. (Fotografa N 01)

    Construccin de obras de arte, tenemos:

    Sistema de abastecimiento de agua: para abastecer de agua de canal al

    reservorio se construy una caja de captacin del canal conducido hacia

    una rejilla para retener los gruesos y una tubera de ingreso de 6

    pulgadas de dimetro dispuesta por encima del borde libre del reservorio.

    (Figura N 08)

    Sistema de Desage: conformada por una arqueta de salida de cemento

    y ladrillos con tabillas de madera para manejar diferentes niveles y una

    tubera que atraviesa el dique por la parte inferior. Este sistema fue

    complementado con accesorios para permitir el riego a diferentes niveles

    del terreno. Por ltimo, tambin se incorpor mallas evitar la fuga de los

    peces al momento del riego. (Figura N 09)

    Apertura de zanja para anclaje de geomembrana

    Instalacin de la geomembrana, se ha considerado un recubrimiento con

    geomembranas HDPE (Polietileno de alta densidad) lisa ambas caras de

    1.00mm (40 mils) de espesor, mantiene una caracterstica nica de

    rigidez debido al porcentaje de aditivos protectores a los rayos UV,

    pigmento, etc.

    Este laminado es inerte a cualquier solucin por lo cual slo se puede

    unir mediante dos formas:

    Mediante equipo de Fusin: (HOT WEDGE WELDING), el cual consta de

    un equipo mvil con presin y temperatura controladas. Se le utiliza para

    sellar los rollos en reas planas.

    Mediante equipo de Extrusin: (EXTRUSSION WELD), el cual extruye un

    rod de polietileno de 5 mm. Es utilizado para los detalles y todo lugar

    donde no pueda movilizarse el equipo de fusin.

  • 44

    Procedimiento de Instalacin (HDPE):

    a) Ubicacin de los rollos de polietileno de alta densidad (HDPE), segn

    esquema de instalacin.

    b) Soldadura entre paneles con el equipo "Hot Wedge Welding".

    c) En las entradas o salidas para tuberas, se colocarn accesorios

    prefabricados segn el dimetro correspondiente. Estos accesorios

    sern ejecutados mediante el equipo de soldadura "Extrusion Weld".

    d) Los paneles, en los extremos superiores sern enterrados en la zanja

    de anclaje, de acuerdo a las dimensiones correspondientes.

    e) Paralelamente al proceso de soldadura, se ir haciendo un control de

    calidad de las uniones. Este control se efectuar por el sistema de

    aire comprimido en el caso del "Hot Wedge Welding" y por el sistema

    de desviacin magntica con un alambre de cobre en el caso de

    "Extrusion Weld". (Fuente: empresa proveedora).

    Construccin de la toma de agua y rejilla de retencin de slidos

    Instalacin de la lnea de conduccin de agua

    Instalacin de cerco perimetral

    Sembrado de plantas ornamentales

    Sellado de la arqueta de desage y prueba hidrulica

    Debido a la caracterstica cascajosa del terreno se decidi revestir el reservorio

    con 714 m2 de geomembrama HPDE (Polietileno de alta densidad) lisa ambas

    caras de 1.00mm (40 mils) de espesor color negro y una vida til de 15 aos. El

    sistema de abastecimiento de agua comprendi una caja de captacin de ladrillo

    y concreto y una tubera de PVC de 6, adems se instalo una rejilla de fierro

    para la retencin de slidos. La arqueta de desage tuvo una altura de 2.25 m.

    Los diseos permitieron estimar un movimiento de tierra por excavacin de 550

    m3, suficiente para construir los diques con el mismo material. Esta condicin

    tambin determino que la profundidad total fuera de 2.25 m (2.0 m de altura de

    agua y borde libre de 0.25 m).

  • 45

    El movimiento de tierras se realiz con un cargador frontal con el propsito de

    bajar los costos, ya que el volumen de excavacin y relleno era importante y

    hubiese requerido utilizar demasiada mano de obra. La instalacin de la tubera

    de desage se efectu despus de la conformacin del dique mediante la

    excavacin de un tnel y el anclado posterior a la arqueta.

    Puesta en marcha del Reservorio, La estrategia para el llenado de los

    reservorios consisti en realizarlo por etapas para evaluar la resistencia de los

    diques a las diferentes presiones del agua. Por tanto, primero se llen hasta 1.00

    m de altura que correspondiendo al 50% de la altura total. Despus de 24 horas

    y luego de inspeccionar el buen estado de los diques se continu el llenado

    hasta una altura de 1.50 m equivalente al 75% de la altura total. Finalmente

    despus de otras de 24 horas de observacin para confirmar el buen estado de

    los diques, se complet el llenado hasta los 2.00 m de altura, alcanzando todo el

    volumen esperado. Los diques tambin fueron evaluados en las 24 horas

    siguientes.

    Luego del primer llenado del reservorio se mantuvo el agua durante dos

    semanas con el propsito de lograr el tiempo de retencin estimado para

    alcanzar la calidad de agua requerida y se trasladaron 1450 peces de la especie

    tilapia. A partir de este momento se utiliz el 50% de volumen de agua

    almacenado para el riego de las parcelas agrcolas. Los niveles y volmenes

    utilizados fueron registrados por el agricultor. Luego de cada riego, el reservorio

    fue llenado nuevamente hasta almacenar el volumen mximo establecido,

    dejando por seguridad los 25 cm de borde libre.

    3.3.3. Instalacin de las Parcelas Demostrativas

    Con la finalidad de analizar la produccin agrcola se instalaron 2 Parcelas

    Demostrativas (Figura N 10) en las cuales se sembraron frijol canario

    Phaseolus vulgaris; una fue regada con agua del canal y la otra con agua del

    reservorio, para lo cual se realizaron las siguientes actividades:

    Delimitacin de las parcelas con un rea de 500 m2 c/u.

  • 46

    Instalacin de la lnea de conduccin de agua para regar las parcelas

    demostrativas.

    Siembra del cultivo elegido.

    Evaluacin del rendimiento de la produccin.

    3.3.4. Monitoreo de la calidad del agua para riego a partir del uso del

    reservorio

    Para evaluar la calidad del agua del reservorio se realizaron 6 monitoreos,

    tomndose muestras tanto en la entrada (canal de riego) como en la salida del

    reservorio, las cuales fueron enviadas a los laboratorios de la Direccin General

    de Salud Ambiental para el respectivo anlisis microbiolgico y parasitolgico.

    Esta evaluacin nos indicar el porcentaje de remocin de bacterias patgenas

    y decaimiento de parsitos humanos.

    3.3.5. Rendimiento de la produccin agrcola

    Para evaluar el rendimiento de la produccin del cultivo elegido, se cuantific al

    trmino de la campaa agrcola el total en kilogramos obtenidos en cada parcela

    demostrativa.

    3.3.6. Siembra de peces y control del peso

    Aprovechando el volumen de reserva o volumen muerto del reservorio

    (equivalente al 50% del volumen neto) se sembraron tilapias de las especies O.

    Niloticus Tilapia gris y Oreochromis sp Tilapia roja

    El sembrado consiste en la adaptacin de los peces a una nueva temperatura,

    esta aclimatacin es gradual.

    El control del peso se realiz mensualmente y con los datos obtenidos se

    elabor la curva de crecimiento, la tasa de crecimiento y un comparativo del

    crecimiento y su influencia con la temperatura.

  • 47

    Los mtodos de ensayo empleados para el anlisis microbiolgico en las

    muestras de tilapias fueron los siguientes:

    Numeracin Aerobios Mesfilos Viables (30C):

    FDA BAM 7ma ed. Ca.3/1992

    Numeracin E. coli:

    ISO 5552:1997 (E)/UFC/g

    Numeracin Staphylococcus (coagulasa positivo):

    ISO 6888-1:1999(E) UFC/g

    Deteccin Salmonella sp:

    ISO 6579:1993 (E) /25 g

    Documento de la referencia: Norma Sanitaria sobre Criterios Microbiolgicos de

    Calidad Sanitaria e Inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano

    Criterio 11.1 Resolucin Ministerial N 615-2003-SA/DM.

  • 48

    IV. RESULTADOS Y DISCUSIN

    4.1. Recopilacin de informacin del mbito geogrfico

    Cuenca del ro Rmac

    La cuenca del ro Rmac es una de las cuencas hidrogrficas ms

    importantes del pas, dentro del cual se encuentra asentada la ciudad de

    Lima; juega un rol vital como fuente de abastecimiento de agua para el

    consumo humano, agrcola y energtico.

    La cuenca del ro Rmac, se encuentra emplazada en la rama Occidental de

    la Cordillera de los Andes, entre las cumbres nevadas de Anticona,

    Pucacocha, Yuracocha, etc. Su ubicacin est sealada entre los paralelos

    112727 y 121019 de latitud sur y los meridianos 760257 y 771012

    de longitud oeste, Limita al NE con la cuenca del ro Mantaro, al SE con la

    cuenca del ro Lurn, por el NW con la cuenca del ro Chilln y por el SW con

    el Ocano Pacfico. La cuenca del ro Rmac tiene una extensin de 3 503.9

    Km2 y su altitud varia de 0.0 a 5 650 msnm (Nevado Antachaire) (Ministerio

    de Agricultura, 2009)

    Se ubica aproximadamente a 132 km al nor-este de la ciudad de Lima,

    desembocando por el Callao, en el ocano Pacfico. El rea total de

    captacin es de 3,132 km, que incluye aquella de sus principales tributarios,

    Santa Eulalia (1,097.7 km) y Ro Blanco (193.7 km), tiene en total 191

    lagunas (Ministerio de Energa y Minas, 1997).

    Sirve de soporte a actividades agrcolas y a importantes centros de poblacin

    tales como Vitarte, Chaclacayo, Chosica, Ricardo Palma y Matucana. En las

    partes ms altas de la cuenca, al Este de Surco (altura de 2,200 m.s.n.m.), el

    valle se vuelve extremadamente angosto con paredes laterales con un talud

    muy empinado. La cuenca sostiene varias comunidades en esa seccin,

    tales como Matucana, San Mateo y Chicla (Ministerio de Energa y Minas,

    1997).

  • 49

    Subsectores de riego Huachipa y Nievera

    El presente trabajo de investigacin comprende los subsectores de riego de

    Huachipa y Nievera, ubicados en la parte baja de la cuenca del ro Rmac

    (Figura N 01). Polticamente los subsectores riego de Huachipa y Nievera,

    se encuentran en el departamento y provincia de Lima y distrito de

    Lurigancho (Chosica) y estn ubicados en el margen derecho del ro Rmac.

    Ambos subsectores fueron seleccionadas debido a que el 33% y 28% del

    rea ocupada es dedicada al cultivo de hortalizas.

    Administrativamente se estn ubicados dentro de la Junta de Usuarios del

    Ro Rmac (JUR) y del Distrito de Riego Chilln-Rmac-Lurn de la

    Intendencia de Recursos Hdricos del Instituto Nacional de Recursos

    Naturales (INRENA).

    El rea bajo riego inscrito en el Padrn de Uso Agrcola 2005 del subsector

    de riego Nievera es de 283 hectreas y 223 usuarios y se encuentra a una

    altitud promedio de 390 m.s.n.m. (Junta de Usuarios del Rmac, 2005).

    El rea bajo riego inscrito en el Padrn de Uso Agrcola 2005 del subsector

    de riego Huachipa es 465 hectreas y 327 usuarios y se encuentra a una

    altitud promedio de 366 m.s.n.m. (Junta de Usuarios del Rmac, 2005).

    4.2. Diagnstico de la calidad del agua de riego y productos agrcolas en

    las comisiones de regantes de Huachipa y Nievera

    4.2.1. Mapeo de las fuentes de contaminacin

    Se observaron tres principales fuentes de contaminacin en los canales

    principales y alternos de Huachipa y Nievera: efluentes industriales, descargas

    de los desages domsticos y silos; y, residuos slidos de tipo orgnico e

    inorgnico. (Figura N 11)

    En la comisin de regantes de Huachipa se identif