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GUÍA METODOLÓGICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SOLUCIONES INDIVIDUALES DE SANEAMIENTO EN ZONAS RURALES ESMERALDA ALONSO RAMOS UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES TECNOLOGÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS BOGOTÁ D.C 2021 GUÍA METODOLÓGICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SOLUCIONES INDIVIDUALES DE SANEAMIENTO EN ZONAS RURALES ESMERALDA ALONSO RAMOS Cód. 20181081021 TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE TECNOLOGÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS DIRIGIDO POR: PH. D. YOLIMA DEL CARMEN AGUALIMPIA DUALIBY UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES TECNOLOGÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS BOGOTÁ D.C 2021 Tabla de Contenido 1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1 1.1 Planteamiento del Problema.................................................................................................... 2 1.2 Antecedentes ........................................................................................................................... 3 1.3 Justificación ............................................................................................................................ 4 1.4 Objetivos ................................................................................................................................. 5 1.4.1 Objetivo General ............................................................................................................. 5 1.4.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 5 2 MARCO REFERENCIAL .............................................................................................................. 6 2.1 Marco Teórico y Conceptual ................................................................................................... 6 2.2 Marco Normativo .................................................................................................................... 9 3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................ 10 3.1 Tipo de Investigación ............................................................................................................ 10 3.2 Consulta de información ....................................................................................................... 10 3.3 Selección de informacion ...................................................................................................... 11 3.4 Construcción de la Guía ........................................................................................................ 11 4 RESULTADOS (ANEXO 1) ........................................................................................................ 13 4.1 Alcance de la guía ................................................................................................................. 13 4.2 Estructura de la Guía ............................................................................................................. 13 5 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 15 6 RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 16 7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................................................... 17 8 ANEXOS ...................................................................................................................................... 21 AGRADECIMIENTOS Mis agradecimientos van para todas las personas que han estado en mi camino, por apoyarme y guiarme en todo mi aprendizaje, a mi madre, que siempre ha estado conmigo apoyándome incondicionalmente y me ha trasmitido fuerza y sabiduría, a mi tía y amigos los cuales han creído en mí; Además de todos los profesores que han dado su tiempo y conocimiento en mi proceso como estudiante y a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, por permitirme tener herramientas para la construcción de mi identidad. Esmeralda Alonso Ramos RESUMEN El presente proyecto de grado tiene como finalidad desarrollar una guía metodológica para la implementación de soluciones individuales de saneamiento en zonas rurales como herramienta para la construcción de estos sistemas, con el fin, no solo de disminuir la contaminación en las zonas que no cuenta con la posibilidad de la instalación de sistemas formales de saneamiento, sino que también se pretende que los y las egresados y estudiantes de la Tecnología en Gestión Ambiental y Servicios Públicos tengan una herramienta que les permita desarrollarse dentro de su campo de estudio profesional. Si bien esta guía no puede ser utilizada sencillamente por cualquier persona, como se tenía en mente en un principio, permite que los profesionales del área ambiental puedan identificar con mayor facilidad las posibles soluciones de saneamiento a cualquier zona, sin que factores ambientales o de presupuesto, puedan llegar a ser un obstáculo para abarcar esta situación. En consecuencia, se desarrolló una guía metodológica que explica el funcionamiento de cada sistema seleccionado para zona rural, su diseño, recomendaciones constructivas y generales, ventajas y desventajas y una estimación de costos. Palabras clave: Agua residual doméstica, vertimiento, tratamiento, soluciones individuales. ABSTRACT The present degree project aims to develop a methodological guide for the implementation of individual sanitation solutions in rural areas as a tool for the construction of these systems, in order not only to reduce pollution in areas where formal sanitation systems are not available, but it is also intended that graduates and students of Technology in Environmental Management and Public Services have a tool that allows them to develop within their field of professional study. Although this guide cannot be used simply by anyone, as was originally in mind, it allows professionals in the environmental field to identify more easily the possible solutions for sanitation in any area, without environmental or budgetary factors becoming an obstacle to covering this situation. Accordingly, a methodological guide was developed that explains the operation of each selected system for rural areas, its design, constructive and general recommendations, advantages and disadvantages, and an estimate of costs. Keywords: Domestic wastewater, dumping, treatment, individual solutions. 1 1 INTRODUCCIÓN Los residuos líquidos domésticos son producidos como consecuencia de las actividades cotidianas del ser humano. Desde que el hombre fue consciente de que esto representa un riesgo para la salud humana y para el medio ambiente se han desarrollado diferentes técnicas y metodologías, como también tecnologías que han permitido la gestión más adecuada de estos residuos. Si bien en muchas partes del mundo la gestión de los residuos líquidos domésticos no representanuna gran dificultad, ya que durante décadas se han realizado procesos de saneamiento tanto en zonas urbanas como rurales, en Colombia aún representa un obstáculo para el desarrollo integral de las comunidades a tal punto en que hay deterioro en cuerpos hídricos y en ecosistemas de relevancia ambiental a consecuencia de las grandes cargas contaminantes que llegan a ellos, producto del crecimiento demográfico de la nación. La falta de conocimiento y apoyo para la construcción e implementación de sistemas de saneamiento son unos de los principales impedimentos para el desarrollo de estos procesos. La realización de esta guía expone detalladamente técnicas y tecnologías para la construcción de sistemas individuales de saneamiento, en donde se incluyen recomendaciones útiles para elegir la mejor entre ellas, de acuerdo con el contexto en el que se vaya a realizar su implementación. También se considera la normatividad práctica que le permita al usuario conocer las diferentes fuentes de financiamiento para su construcción. 2 1.1 Planteamiento del Problema La Cobertura de saneamiento básico en Colombia representa un derecho y un deber constitucional. Sin embargo, es bien conocido que en las zonas más apartadas de la región central aún se cuenta con deficiencia e incluso inexistencia de servicios públicos de saneamiento básico. No tratar las aguas de origen residual tiene un potencial riesgo a corto, mediano y largo plazo, puesto que esto conduce a la mala gestión de los recursos naturales poniendo en peligro no solo la sostenibilidad de los ecosistemas y de la flora y fauna que habitan en ellos, sino que, también pone en peligro la salud pública. Por lo cual, esto representa un problema que requiere especial atención y a si mismo acción. Partiendo de lo anterior, se entiende que una de las principales causas de la ineficiencia e inexistencia de estos sistemas de tratamiento de aguas residuales es la falta de apoyo a las comunidades, como también a la falta de sistemas y estructuras de saneamiento básico principalmente en la ruralidad, más aún en los departamentos más afectados por la violencia. 3 1.2 Antecedentes El departamento Nacional de planeación DANE reporta que los departamentos con la peor cobertura de saneamiento básico en Colombia son Vichada, Guainía y Chocó, dónde se tiene que el departamento de Guainía tiene el mayor porcentaje de cobertura. El porcentaje de la cobertura del servicio en las cabeceras municipales de los tres departamentos ya mencionados representa un 30,08% del área total de sus municipios y que para el departamento del Chocó se cuenta con una cobertura en zona rural de 9,97%, por lo cual, según estas cifras se puede inferir la inexistencia de sistemas de tratamiento de agua residuales en más del 70% de los municipios pertenecientes a sus departamentos. Si bien, los ya mencionados corresponden a los casos más críticos, los departamentos de La Guajira, Magdalena, Sucre, Boyacá, Santander, Nariño, Guaviare y Amazonas cuentan a su vez con municipios con cobertura del servicio de menos del 30% (Gualteros Velásquez, 2019). 4 1.3 Justificación La creación de herramientas y alternativas que permitan la implementación y el desarrollo de sistemas de tratamiento para saneamiento básico en comunidades de zonas rurales permite la protección ambiental y la prosperidad de los habitantes de un territorio , esto, teniendo en cuenta que en algunas zonas del territorio nacional, el tratamiento de las aguas residuales domésticas representa una gran dificultad, ya sea por qué las comunidades que habitan en estas zonas desconocen de procesos técnicos y/o tecnologías, o porque no cuentan con el apoyo necesario para la construcción de estructuras o mecanismos que permitan el tratamiento de aguas residuales de tipo doméstico. Por lo cual, como academia se nos esta llamados a generar contenido que permita la transmisión de saberes y el conocimiento pertinente para la solución de problemáticas sociales, en este caso ambientales. Por ende, este trabajo nace con el fin de poder darle a las comunidades sin importar la zona rural en que se encuentren una herramienta para que puedan implementar sistemas de tratamiento de aguas domésticas de manera eficiente, sencilla y coherente con el entorno y contexto de su territorio. 5 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo General • Formular una guía práctica para la implementación de soluciones individuales de saneamiento en zonas rurales. 1.4.2 Objetivos Específicos • Consultar las diferentes tecnologías utilizadas para las soluciones individuales en el tratamiento de aguas residuales domésticas. • Caracterizar zonas de estudio que requieren soluciones individuales para el tratamiento de aguas residuales domésticas. • Seleccionar tecnologías eficientes para el tratamiento de aguas residuales domésticas para soluciones individuales de una comunidad. 6 2 MARCO REFERENCIAL 2.1 Marco Teórico y Conceptual Soluciones Individuales de Saneamiento. Definido por la Resolución 0884 de 2018, como “sistemas de recolección y tratamiento de aguas residuales implementadas en el sitio de origen”. Aguas Residuales. Se consideran aguas residuales a las aguas cuya calidad se ha modificado negativamente por influencia antrópica (Zarza, n.d.). Tipos de Aguas Residuales Aguas Residuales Domésticas De acuerdo con la Resolución 0631 de 2015. Las Aguas Residuales Domésticas (ARD) son originadas por las actividades cotidianas en los hogares, como también las generadas dentro de las instalaciones en las que se desarrollen actividades industriales, comerciales o de servicios, siempre que estas sean generadas por la descarga de retretes y servicios sanitarios, sistemas de aseo personal (duchas y lavamanos), áreas de cocinas y cocinetas, pocetas de lavado de elementos de aseo al igual que lavado de paredes y pisos, además de ropa, excluyendo lavandería industrial. Aguas Residuales No Domésticas. De acuerdo con la Resolución 0631 de 2015. El Agua Residual no Doméstica es la generada de las actividades industriales, comerciales o de servicios diferentes a las que constituyen las aguas residuales domésticas. Vertimiento. De acuerdo con el Decreto 3930 de 2010. Un Vertimiento es una descarga final a un cuerpo receptor, ya sea cuerpo hídrico, al suelo, o al sistema de alcantarillado, de elementos, sustancias o compuestos contenidos en un medio líquido. 7 Carga contaminante. Es la concentración presente en un caudal de agua de una sustancia contaminante durante un tiempo determinado (Cuello & Sepúlveda, 2016). Tratamiento de Aguas Residuales Conjunto de operaciones que tienen como primera finalidad la eliminación o reducción en los niveles de contaminación tanto en las aguas como en los residuos. Las etapas de tratamiento son: Preliminar, se remueven sólidos de gran tamaño y arenas; Primario, se remueven una fracción de sólidos sedimentables y en suspensión, sea bien por medio físico o químicos; Secundario, se transforma la materia orgánica biodegradable por acción biológica, en algunos casos se incluye desinfección; Terciario o avanzado, este es adicional y pretende la eliminación de compuestos tóxicos, excesos de materia orgánica o de sólidos suspendidos, por lo general, estos también son utilizados como tratamiento (Farias de Márquez, 2016). Materia orgánica. Compuesta por moléculas fabricadas por los seres vivos a base de carbono (Carmenaty et al., 2009, 28). Materia inorgánica. Son fabricadas por la naturalezaen reacciones químicas, no están hechas a base de carbono y son sales, minerales, entre otros (Carmenaty et al., 2009, 28). Aguas contaminadas. Son aquellas aguas a las cuales se les ha modificado sus características químicas, físicas o biológicas (Carmenaty et al., 2009, 26). 8 Características fisicoquímicas de las aguas residuales Químicas. pH, oxígeno disuelto, materia orgánica, metales pesados (Carmenaty et al., 2009, 28). Físicas. Temperatura, color, olor, sabor, turbiedad (Carmenaty et al., 2009, 28). Biológicas. Patógenos, plancton, organismos vivos vegetales (Carmenaty et al., 2009, 28). Oxígeno disuelto. Este es el principal parámetro presente en los ecosistemas acuáticos, la cual a un nivel adecuado asegura la sobrevivencia de la mayor parte de organismos, se usa para averiguar el nivel de contaminación de los cuerpos hídricos (Carmenaty et al., 2009, 28). Demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Determina la cantidad de materia orgánica contenida en una muestra de agua, determinada por el consumo de oxígeno que hacen los microorganismos para degradar los compuestos biodegradables (Carmenaty et al., 2009, 28). Demanda química de oxígeno (DQO). Es una medida que también determina la cantidad de materia orgánica contenida, los resultados sobre esta prueba se obtienen más rápidamente que al realizar pruebas de DBO ya que esta se obtiene aproximadamente en 3 horas. Sólidos. En la mayoría de las veces la materia orgánica se presenta en forma de sólidos, estos pueden ser: suspendidos, volátiles, fijos y/o sedimentables (MADS, 2015). Potencial de hidrógeno (pH). Permite el control de los procesos en el tratamiento de las aguas residuales, el pH óptimo es de 6.5 – 8.5 unidades (Carmenaty et al., 2009, 28). 9 2.2 Marco Normativo Fuente: Elaboración propia Norma Descripción Constitución Política de Colombia 1991 Capítulo 3, artículos 79 y 80 Ley 9 de 1979 Por la cual se dictan medidas sanitarias. De la protección del Medio Ambiente Ley 142 de 1994 Por el cual se reglamenta la prestación de los servicios públicos domiciliarios Decreto Ley 2811 de 1994 Código de los Recursos Naturales Renovables y Protección del Medio Ambiente Decreto 1076 del 2015 Por medio del cual se expide el Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo Sostenible Decreto 3930 de 2010 Establece parámetros sobre usos de aguas y residuos líquidos, da a conocer las normas sobre vertimientos para toda descarga de residuo líquido Resolución 0631 de 2015 Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones Ley 09 de 1979 Código Sanitario Nacional, donde se establecen los procedimientos y medidas para legislar, regular y controlar las descargas de los residuos y materiales. Indica, además, los parámetros para controlar las actividades que afecten el medio ambiente Ley 373 de 1997 Mediante esta ley se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua (artículos 1,2,3,5) Decreto 901 de 1997 Establece las tasas retributivas por vertimiento líquidos puntuales a cuerpos de agua. Reglamenta el vertimiento para DBO y SST. Resolución 179 de 2017 Reglamenta el Decreto 890 de 2017, en los que se incluyen las tipologías para las solucione individuales de agua y saneamiento en viviendas dispersas Resolución 0844 de 2018 Establece los requisitos técnicos aplicables a las etapas durante perfil de proyecto, planeación, construcción y puesta en marcha, administración u operación y mantenimiento de la infraestructura destinada saneamiento básico para población asentada en zonas rurales Decreto 1898/2016 Articulación intersectorial y participación de las comunidades en la identificación de sus necesidades y soluciones de agua y saneamiento básico, de acuerdo con sus condiciones particulares 10 3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Tipo de Investigación El tipo de investigación de este proyecto es cualitativa exploratoria, que como su nombre lo indica, este trabajo se limita a encontrar las cualidades de cada sistema de saneamiento individual, relacionándolo con parámetros ambientales que permiten su implementación, sin que esto signifique una comparación entre sistemas. Es decir, en este se identifica y se describe cualidades de cada sistema, con su respectiva interpretación de eficiencia según parámetros ambientales. 3.2 Consulta de información Las fuentes de información consultadas son de carácter secundario. Entendiéndose estas, como fuentes de informacion ya conocidas e interpretadas. Estas fuentes se de tipo secundario se resumen en: • Bibliografías (también considerado primario) • Libros, no autobiográficos o de ficción • Comentarios, críticas • Historias • Medios audiovisuales • Artículos de revistas y periódicos (esta distinción varía según la disciplina) • Sitio web (también considerado primario) En el caso de este proyecto los elementos utilizados para la construcción de esta guía son en su mayoría libros, tesis, medios audiovisuales, artículos y sitios web, que en conjunto componen el cuerpo de este. 11 3.3 Selección de informacion La informacion recogida como válida para la realización de este proyecto fue elegida en su mayoría por su carácter formal, por el peso de las instituciones que apoyaban el desarrollo de la construcción de documentos, a través de cada autor. Esta información fue filtrada mediante herramientas informáticas que permitieron la selección de información verídica y justificables, para que ello se tradujera en el desarrollo técnico y operacional, dentro de la guía, de las tecnologías seleccionadas. En el caso de la caracterización de la zona, no se seleccionó una zona en específico, la información referente a este objetivo se basó en cada sistema seleccionado. 3.4 Construcción de la Guía La construcción de la guía se dio gracias a la organización de la información seleccionada, partiendo de ello, se detalla información referente a lo recopilado, contando cada sistema con la siguiente estructura: • Prerrequisitos • Funcionamiento • Diseño • Algunas Recomendaciones de Construcción e Instalación • Operación • Mantenimiento • Disposición Final • Recomendaciones • Ventajas • Desventajas 12 • Estimación de Costos • Bibliografía 13 4 RESULTADOS (ANEXO 1) A través del presente proyecto se diseñó una “Guía metodológica para la implementación de soluciones individuales de saneamiento en zonas rurales”, que cuenta con detalle en cada sistema de tratamiento de agua residual domestica seleccionado. Se incluyen prerrequisitos, en gran medida ambientales, como también un apartado que representa el desarrollo al segundo objetivo de la guía. Se incluye un sistema de tratamiento de lodos, que si bien, no corresponde como tal al tratamiento de agua residual doméstica, sino que hace parte del tratamiento dentro de la disposición final de residuos provenientes de sistemas de tratamiento; siendo esto una ventaja, como alternativa al tratamiento de lodos, cerrando por completo el proceso de tratamiento con manejo de subproductos. El resultado de lo antes expuesto será el trabajo que se adjunta como (Anexo 1). 4.1 Alcance de la guía Esta guía será de apoyo para estudiantes, profesionales y personal de instituciones gubernamental los cuales requieran información acerca de algunas alternativas convencional y no convencional para la solución de problemas o ineficiencia en el saneamiento individual enzona rural, garantizando tener un acceso a la informacion técnica de manera más sencilla. 4.2 Estructura de la Guía Esta guía está estructurada de tal manera que cualquier persona con conocimientos básicos técnicos del área de saneamiento pueda aplicarla, de forma que facilite el desarrollo de los diseños hidráulicos y técnicos estructurales de cada sistema planteado en la guía. Por tal razón, esta se divide en secciones en los que se presenta cada sistema con su respectivo diseño, 14 incluyéndose: Prerrequisitos, funcionamiento, diseño, algunas recomendaciones de construcción e instalación, operación, mantenimiento, disposición final, recomendaciones, ventajas y desventajas, estimación de costos, bibliografía. Por lo anterior la guía metodológica cuenta con seis (7) sistemas de tratamiento, los cuales son: • Trampa de grasas • Tanque séptico • Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) • Humedal subsuperficie de flujo horizontal • Campo de infiltración • Letrinas a vulnera secas familiares con desviación de orina – LASF • Vermiestabilización de lodos 15 5 CONCLUSIONES Se logra formular una guía práctica que permite la implementación de soluciones individuales de saneamiento en zonas rurales, gracias a la consulta detallada de las diferentes tecnologías convencionales y no convencionales, que son utilizadas comúnmente como solución individual en el tratamiento de aguas residuales domésticas. A la par de lo anteriormente mencionado, se caracterizan diferentes zonas, que, dado por sus características climatológicas y ambientales, son idóneas para la implementación y construcción de estos sistemas, considerando, a su vez que muchos territorios cuentan con condiciones extremas, siendo estas mismas limitantes a la hora de instalar sistemas convencionales, por lo que, en este sentido, la guía cumple un amplio espectro de aplicabilidad. A pesar de que la idea original de la guía era la construcción total y autónoma de estos sistemas por parte de las comunidades o habitantes de una zona, la guía permite dar unos lineamientos que permiten a las comunidades apoyar el proceso de instalación y construcción de estos sistemas junto con profesionales del área encargada para garantizar que se cumplan con los estándares y lineamientos que requieren estos sistemas. 16 6 RECOMENDACIONES Es recomendable que estos sistemas sean diseñados, construidos e instalados por profesionales o técnicos que tengan conocimiento en el área específica, con el fin de qué estos cumplan con los parámetros y lineamientos requeridos por la normatividad, para que, a su vez, se obtengan los resultados esperados según en el contexto del territorio, dado que a sus características, los sistemas de tratamiento requerirán modificaciones especiales según el terreno o factor ambiental predominante. A su vez se recomienda el apoyo de las administraciones locales para el desarrollo de proyectos de saneamiento en zona rural, que permitan la participación de las comunidades para su implementación, dando apoyo técnico y financiero para el desarrollo de estos. También se recomienda la participación de la comunidad académica dentro de este tipo de proyectos, ya que permite que futuros egresados del área ambiental tengan una aproximación y una visión más realista de las diferentes técnicas y competencias que se deben formar para ser un profesional integral, a la vez que se contribuye al desarrollo de las comunidades y la sostenibilidad ambiental. 17 7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Somarriba Reyes, R., & Guzmán Guillén, F. (2004). Guía de Lombricultura. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dirección de Investigación, Extensión y Postgrado (DIEP). 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