Vista previa del material en texto
1 ºCULTURA SOCIAL EN EL DESARROLLO DE PROCESOS CONTAMINANTES. CASO: DESECHOS ORGÁNICOS DISPUESTOS INADECUADAMENTE EN LOS APARATOS SANITARIOS AL ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ D.C. LOCALIDAD 02 CHAPINERO LAURA XIOMARA ROA MARTÍNEZ SANDRA LILIANA GARZÓN BASTO UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2008 2 CULTURA SOCIAL EN EL DESARROLLO DE PROCESOS CONTAMINANTES. CASO: DESECHOS ORGÁNICOS DISPUESTOS INADECUADAMENTE EN LOS APARATOS SANITARIOS AL ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ D.C. LOCALIDAD 02 CHAPINERO LAURA XIOMARA ROA MARTÍNEZ SANDRA LILIANA GARZÓN BASTO Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de ingeniera civil Directo Temático MSc. MIC. Ingeniero Civil Edder Alexander Velandia Duran Asesora Metodológica Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2008 3 Nota de aceptación: ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ Firma del jurado ________________________________ Firma del jurado Bogotá D.C. Octubre 30 de 2008 4 AGRADECIMIENTOS Las autoras expresan su reconocimiento: A DIOS, por el don de la vida, porque tuvimos la oportunidad de poder compartir y desarrollar los conocimientos, cada día. Al ingeniero EDDER ALEXANDER VELANDIA, Director Temático del presente proyecto de grado por su paciencia, tiempo, disposición y colaboración durante el desarrollo del presente trabajo. A todos aquellos que directa o indirectamente colaboraron durante el proceso investigativo del proyecto de grado. 5 DEDICATORIA "Nunca un año se presentó con tantas pruebas y obstáculos, con seguridad puedo decir que los aprendizajes obtenidos en este proceso marcarán mi camino de hoy en adelante. Sin duda los mayores agradecimientos serán siempre para DIOS, ya que todo lo puedo en Cristo que me fortalece2, y para mis queridos viejos Arturo y Marta, a ellos les debo todo lo que soy; gracias a su esfuerzo y apoyo he finalizado este proceso superando todas las adversidades, y por no volverse locos, por mi cambio de carrera y por uno que otro tropiezo en mis estudio ¡los amo! A mi hermano, abuelita, amigos (en especial a Valle), compañeros de memoria y práctica en el día a día, agradecimientos infinitos por su cariño, compañía y tolerancia en esta etapa... que al fin termina". Laura Xiomara Roa Martínez 2 Filipenses 4: 13 6 DEDICATORIA Este trabajo de grado se lo dedico a Dios por darme la fortaleza y el conocimiento; a mis padres por tener la paciencia, apoyo y amor; a mis hermanos, primos, familia Garzón Basto y al Doctor Roberto Galante por brindarme el tiempo y el apoyo en mi trabajo para poder realizar este trabajo de grado. No dejando de lado a todas aquellas personas que de una u otra forma colaboraron en la realización de la presente investigación. Sandra Liliana Garzón Basto 7 CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN 15 1. PROBLEMA 19 1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 19 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 19 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 19 1.4 JUSTIFICACIÓN 21 1.5 OBJETIVOS 22 1.5.1 Objetivo general 22 1.5.2 Objetivos específicos 22 2. MARCO REFERENCIAL 24 2.1 MARCO TEÓRICO 24 2.1.1 Aguas residuales en los alcantarillados 28 2.1.1.1 Caracterización de impurezas en el agua residual 32 2.1.1.2 Análisis de las aguas residuales 33 2.1.2 Fuentes de contaminación en aguas residuales 35 2.1.2.1 Clasificación de las fuentes contaminantes de las aguas residuales 41 2.1.3 Características en aguas residuales 41 2.1.4 Calidad del agua residual en los sistemas de alcantarillado 43 2.1.5 Sistema de alcantarillado de la localidad 02 Chapinero de Bogotá 47 2.1.5.1 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre 48 2.1.5.2 Humedal Juan Amarillo 52 2.1.6 El papel higiénico 53 2.2 MARCO NORMATIVO 56 2.3 MARCO CONTEXTUAL 60 8 2.3.1 Escenario global de la problemática 60 2.3.2 Localización geográfica de la situación problemática 61 2.3.3 Ficha técnica de la localidad de Chapinero 63 3. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 65 3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 65 3.2 OBJETO DEL TRABAJO 67 3.3 INSTRUMENTOS 69 3.3.1 Cobertura de la investigación 70 3.3.2 Distribución de la muestra 75 3.4 VARIABLES 77 4. ANÁLISIS DE LA ENCUESTA 79 4.1 ANÁLISIS DE LOS PERFILES 79 4.2 ANÁLISIS DE CADA PREGUNTA REALIZADA EN LA ENCUESTA 82 4.3 ANÁLISIS SEGÚN ALGUNAS CARATERÍSTICAS PARTICULARES DE LA POBLACIÓN MUESTRAL 95 4.4 MASA DEL PAPEL HIGIÉNICO UTILIZADO MENSUALMENTE SEGÚN PERSONAS ENCUESTADAS DE LA LOCALIDAD DE CHAPINERO99 5. ACCIONES PARA MITIGAR EL PROBLEMA 103 6. CONCLUSIONES 104 BIBLIOGRAFÍA 107 9 LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Intervalos de variación y caudales típicos de aguas residuales domésticas 32 Tabla 2. Distribuciones químicas del agua residual 35 Tabla 3. Fuentes contaminantes de las aguas residuales según su lugar de origen 40 Tabla 4. Valores promedio (masa por litro) de las características de contaminación más importantes evaluadas en aguas residuales 42 Tabla 5. Valores promedio (habitante por día) de las características de contaminación más importantes evaluadas en aguas residuales 43 Tabla 6. Peso promedio por rollo del papel higiénico nacional según el tipo de hoja 56 Tabla 7. Medición por estratos según nivel socioeconómico para cada habitante 70 Tabla 8. Barrios que componen la localidad Chapinero 71 Tabla 9. Porcentaje de habitantes por estratos de la localidad de Chapinero 74 Tabla 10. Población clasificada según estrato socioeconómico 75 Tabla 11. Muestra de habitantes a encuestar pertenecientes a la localidad de Chapinero según el estrato 77 Tabla 12. Variables de la investigación 78 Tabla 13. Masa promedio de papel higiénico que se utiliza mensualmente, según encuestas realizada en la localidad Chapinero 100 Tabla 14. Masa promedio de papel higiénico que se utiliza por estrato mensualmente, según encuestas realizada en la localidad Chapinero 100 10 LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Diagrama de espina de pescado para la calidad de aguas residuales en la localidad de Chapinero 30 Figura 2. Esquema del sistema de colección y tratamiento de aguas residuales 31 Figura 3. Esquema de las principales fuentes de contaminación de las aguas residuales 37 Figura 4. Esquema de generación, colección y tratamiento de las aguas residuales 48 Figura 5. Interceptores de recolección de aguas residuales de la PTAR El Salitre 49 Figura 6. Maqueta PTAR El Salitre 50 Figura 7. Puntos de remoción de desechos de la PTAR El Salitre 51 Figura 8. Puntos de tratamiento secundario de la PTAR El Salitre 52 Figura 9. Localización del Humedal Juan Amarillo 53 Figura 10. Mapa conceptual de la situación problemática en la localidad de Chapinero 61 Figura 11. Mapa geográfico de la situación problemática en Colombia 62 Figura 12. Mapa localidades pertenecientes a Bogotá y mapa de la localidad de Chapinero 63 Figura 13. Perfil del tipo de vivienda representativo de la localidad Chapinero 68 Figura 14. Ubicación de sectores por estratos en la localidad 02 Chapinero 75 Figura 15. Perfiles de personas encuestadas en la localidad de Chapinero 80 Figura 16. Prácticas habituales de arrojar desechos en el inodoro en el hogar 83 Figura 17. Problemas que se generan al arrojar desechos en el inodoro 85 Figura 18. Desechos típicos arrojados en los inodoros 86 11 Figura 19. Motivos por la cual se arroja desechos en los aparatos sanitarios 87 Figura 20. Motivos por la cual no se arroja desechos en los inodoros 88 Figura 21. Motivos por la cual se arroja desechos en los inodoros 89 Figura 22. Población dispuesta a cambiar el hábito de arrojar desechos en el inodoro 90 Figura 23. Motivos por la cual cambiaria el hábito de arrojar desechos en el inodoro 91 Figura 24. Cantidad de rollos de papel higiénico mensual 92 Figura 25. Tipos de papel higiénico en Colombia 93 Figura 26. Medio informativos preferidos para saber en que influye arrojar desechos en el inodoro 94 Figura 27. Población encuestada que arrojan desechos en el inodoro según el nivel socio-económico 95 Figura 28. Población encuestada que arroja desechos en el inodoro según el nivel de educación 96 Figura 29. Población encuestada que arrojan desechos en el inodoro según el tipo de vivienda 97 Figura 30. Población encuestada que arrojan desechos en el inodoro según número de personas con las que habitan 97 Figura 31. Población encuestada que arrojan desechos en el inodoro según el lugar de nacimiento 98 12 LISTA DE ANEXOS Pág. Anexo A. Encuesta realizada del caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente a través de los aparatos sanitarios al alcantarillado en la localidad 02 Chapinero de Bogotá 108 Anexo B. Gráficas resultantes de toda la encuesta 111 Anexo C. Fotografías visita PTAR El Salitre 142 13 GLOSARIO Aceite: líquido altamente estable, inmiscible con el agua, procede de los desperdicios alimentarios en su mayoría, a excepción de los aceites mineralesque proceden de otras actividades. Aguas residuales: aguas producto de las actividades industriales y domésticas; constituidas por materia orgánica e inorgánica, metales pesados, entre otros. Alcantarillado o red de alcantarillado: sistema constituido por estructuras y colectores usados para la recolección y transporte de las aguas residuales (alcantarillado sanitario) y/o aguas de lluvia (alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten: cauce natural o planta de tratamiento de aguas residuales. Chapinero: localidad número 2 de Bogotá localizada al nororiente de la ciudad. Calidad del agua residual: conjunto de características físicas, químicas y biológicas que hacen que el agua sea apropiada para un uso determinado. Carbohidratos: Incluye en este grupo a los azúcares, almidones y fibras celulósicas. Proceden, al igual que las proteínas, de excretas y desperdicios. http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_residuales 14 Caudal: cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo. normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO): cantidad de oxígeno requerida para estabilizar biológicamente la materia orgánica presente, en un tiempo y una temperatura determinados. Demanda Química de Oxígeno (DQO): cantidad de oxígeno consumida por las materias existentes en el agua, oxidables en unas condiciones determinadas. Impacto: secuela o efecto, positivo o negativo, que recibe un algo debido a un agente nuevo en su entorno. Proteínas: asociadas a calidad del agua en alcantarillados, proceden principalmente de excretas humanas o de desechos de productos alimentarios. son biodegradables, bastante inestables y responsables de malos olores. Unidad de Planeación Zonal (UPZ): instrumento de planeación y de gestión que permite identificar la situación de cada una de las zonas de la ciudad con el fin de definir proyectos acordes a esta situación. 15 INTRODUCCIÓN El hombre al satisfacer sus necesidades básicas aprovecha los recursos naturales, los transforma y los consume generando bienestar, riqueza y desarrollo; sin embargo, resultado de este mismo proceso se generan efectos colaterales en el ambiente asociados con el vertimiento de residuos en la naturaleza. Bajo este hecho, el hombre contribuye como agente relevante en el desarrollo de diferentes procesos contaminantes en el ambiente. Dichos procesos se desarrollan en diferentes entornos (agua, aire y suelo) y su impacto radica de acuerdo a las cantidades y concentraciones de los vertimientos generados por el hombre, las reacciones físico-química-biológicas propias de la naturaleza y las características del ambiente como: climáticas, meteorológicas, geología, relieve, etc. Bajo este escenario, es evidente la existencia de múltiples procesos contaminantes asociados al hombre que requieren de una atención inmediata, no obstante, para esta investigación se define como proceso contaminante el relacionado con la posible práctica de arrojar inadecuadamente desechos orgánicos a través de los aparatos sanitarios al sistema de alcantarillado sanitario y/o combinado de una ciudad. 16 El agua residual es un subproducto del proceso de consumo de agua por los seres humanos a nivel doméstico, comercial e industrial y es hoy considerado uno de los graves problemas ambientales generados por el hombre. Si bien hoy, soluciones como PTAR se encuentran disponibles para mitigar completamente este problema, también es cierto que su costo inicial y operativo es una gran limitante para las ciudades, más aún en países con problemas de financiamiento y control de este tipo de obras. Tendiente a minimizar este problema con grandes impactos en los ecosistemas acuáticos, suelos, fauna y el mismo hombre, se propone la siguiente estrategia: si se puede reducir la carga de materia orgánica en los vertimientos generados por el hombre se puede mejorar la calidad del agua en los alcantarillados y con ello, reducir el impacto en el ambiente cuando existen descargas directas del alcantarillado a ríos/cañadas o reducir los costos de tratamiento de agua al tener menores cargas contaminantes en el agua. Del mismo modo, para dicha estrategia se define la siguiente hipótesis: por los aparatos sanitarios se arrojan diferentes tipos de desechos, entre ellos el papel higiénico, que son conducidos a las redes de alcantarillado contribuyendo a la mala calidad del agua en los mismos y generando taponamientos. Por tal motivo, si la práctica de arrojar desechos en los inodoros es recurrente y masiva por parte de una población, entonces, poder conocer los motivos que la origina, el perfil de la persona que desarrolla la mala práctica y las formas de evitarla va a conducir a 17 una reducción del problema planteado en el alcantarillado y en las descargas. Sobre este particular, es clave entender que una práctica se asocia a una condición cultural que tiene matices sociales. Según Aldana & Reyes (2004), esta es la idea fuerza que se define para buscar soluciones a problemas desde un enfoque que propende por la disolución de una situación problema. La situación ideal seria que todas las personas no arrojen desechos orgánicos, específicamente papel higiénico, en los inodoros y los depositen en papeleras. Si bien otros desechos son arrojados por los inodoros, tal como se pudo encontrar en la investigación, el papel higiénico es el elemento que tiene una mayor relevancia y que debería tener como destino final a los botaderos de basura. Definido el problema, el planteamiento y la hipótesis, se desea implementar para un problema real que para el caso es la ciudad de Bogotá. Hoy en Bogotá, un 60% de las descargas de aguas residuales generadas por la ciudad son vertidas al río Bogotá o a sus afluentes, existe un alto costo del tratamiento de las aguas residuales en la PTAR Salitre y son evidentes los taponamientos de colectores por acumulación de desechos arrojados al alcantarillado. Con base en este escenario, se define como zona de estudio al sector residencial de la localidad 02 Chapinero de la ciudad de Bogotá. En esta zona se realizaron las encuestas para poder validar la hipótesis, identificar el perfil de las personas 18 que realizan la acción a validar y cuantificar la posible cantidad de materia orgánica que es descargada al sistema de alcantarillado asociada con el papel higiénico que es arrojado por los inodoros. De manera introductoria se pudo validar la hipótesis al conocer que aproximadamente el 29% de las personas encuestadas afirmó que desarrolla de manera recurrente u ocasional la práctica asociada a arrojar papel higiénico al inodoro en sus hogares. Finalmente, se presenta en este documento algunas recomendaciones a la Administración Distrital y la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá encaminadas a educar y concienciar a la población bogotana para cambiar este hábito. 19 1. PROBLEMA 1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN El presente proyecto de investigación se desarrolló dentro de los lineamientos del grupo CIROC (Centro de Investigación en Riesgos de Obras Civiles) de la Universidad de La Salle. Este proyecto se encamino con uno de los objetivos del grupo asociado con el conocer, describir y evaluar los riesgos existentes dentro de las diferentes áreas de la ingeniería civil para proponer soluciones o alternativas que ayuden a mitigarlos o prevenirlos con el ánimo de evitar víctimas humanas, pérdidas económicas y otras consecuencias resultado de los desastres naturales y del medio ambiente. 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cómoreducir la mala calidad del agua en los alcantarillados y sus impactos ambientales en las descargas? 1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Las características físico – químicas como color, olor, DBO y DQO entre otras, del agua residual en los sistemas de alcantarillado sanitario depende de los vertimientos industriales y domésticos. Las sustancias provenientes de 20 vertimientos industriales se caracterizan por las actividades propias de cada industria y las sustancias de origen doméstico se componen de sustancias orgánicas e inorgánicas provenientes de las actividades cotidianas del hombre. En consecuencia se generan productos de desperdicio como: desechos sólidos, desechos alimenticios, desechos químicos y desechos biológicos. De los cuales se destacan los desechos sólidos, ya que hacen parte del objeto de estudio en la cultura social en el desarrollo de los procesos contaminantes. Caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero. Siendo estos desechos probablemente los más generados por cada individuo en su cotidianidad. Entre los posibles desechos sólidos se encuentra: el papel higiénico, toallas higiénicas, pañales, algodón, servilletas y cabellos; los cuales en su gran mayoría se componen de celulosa y algodón. Por lo tanto, la contaminación por desechos orgánicos, es generada a través de vertimientos puntuales que descargan contaminantes en puntos específicos a través de conexiones domiciliarias que se conectan al sistema del alcantarillado. Debido a la necesidad del papel higiénico en la vida diaria de los seres humanos y el impacto ambiental que tiene este elemento, se generan desechos sólidos que al ser depositado a través de los vertimientos domésticos (aparatos sanitarios) desembocan en las redes del alcantarillado. Esta acción por parte de cada 21 ciudadano, contribuye a los problemas en las aguas residuales, presentando una deficiencia en la captación y conducción de las aguas negras y este a su vez aporta cierta cantidad de masa contaminante al Río Juan Amarillo, siendo este la fuente principal de aguas residuales de la localidad de Chapinero. 1.4 JUSTIFICACIÓN El trabajo de grado se desarrolló como complemento de los conocimientos adquiridos durante la formación de pregrado, es por ello que en el proceso de una investigación de este tipo, no solo resultó un trabajo escrito, sino que se logró determinar a través de lo específico a lo general, que tanto afecta la masa orgánica que produce el arrojar desechos en los inodoros, y afectando de manera alterna los sistemas de alcantarillado de aguas negras en la localidad de Chapinero que desembocan en la PTAR Salitre. Finalmente esta investigación, brindó una posibilidad de mejora social respecto a una comunidad, obteniendo resultados que ayudaron a mitigar los problemas de contaminación y eficiencia en las redes de alcantarillado sanitario, siendo esto último el resultando de un diseño idealizado. 22 1. 5 OBJETIVOS 1.5.1 Objetivo general. Determinar por medio de un estudio el efecto de la cultura social en el desarrollo de procesos contaminantes. Caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero. 1.5.2 Objetivos específicos. Desarrollar un marco referencial del problema metodológico sobre los desechos y su lugar de depósito. Identificar los criterios con los cuales la cultura social incide en la acción de arrojar desechos en los aparatos sanitarios, en la población asentada en la localidad 02 Chapinero, Bogotá. Identificar el tipo de desechos arrojados por las personas en los aparatos sanitarios y con un especial énfasis en el papel higiénico. Describir la composición química del papel higiénico y como este a su vez influye en la contaminación en los sistemas de alcantarillado. 23 Establecer la relación que existe entre los parámetros culturales y la acción relacionada con la disposición inadecuada de desechos a través de los inodoros, con énfasis en el papel higiénico. Determinar que cantidad de masa orgánica asociada al papel higiénico que es arrojada a través de los aparatos sanitarios por las personas que habitan en la localidad 02 Chapinero, Bogotá. Diseñar acciones que contribuyan en la mitigación de la situación problema. 24 2. MARCO REFERENCIAL 2.1 MARCO TEÓRICO “A manera de resumen, podemos decir que para comprender una situación problemática debemos identificar los actores relevantes con sus relaciones y sintetizar sus descripciones de la situación problemática”3. Para facilitar el entendimiento y acercamiento en la participación de la cultura social en el desarrollo de los procesos contaminantes, se enfatizó en el caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado en la localidad 02 Chapinero, Bogotá; por consiguiente esto fue la situación problemática que se estudió. El cuanto a los actores relevantes, que son los que afectaron claramente la problemática son: cada habitante perteneciente a la localidad de Chapinero, la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB), la Corporación Autónoma Regional (CAR) y las fábricas de papel higiénico. En consecuencia, estos actores formaron una relación directa respecto al tema de la cultura social, siendo esto donde se inició la acción inadecuada de arrojar 3 ALDANA V. EDUARDO & REYES A. ALFONSO. Disolver problemas: criterio para formular proyectos sociales. Editado, Bogotá D.C., Colombia: Uniandes, 2004. p. 55. 25 desechos a través de los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá, específicamente desechos sólidos como el papel higiénico. Intervenir en este punto obligó analizar en los actores relevantes, específicamente a los habitantes, a tener en cuenta la forma en la que intervienen en la cultura social y en los diferentes comportamientos habituales que ejerce cada individua a encuestar. En el proyecto de cultura social en el desarrollo de procesos contaminantes. Caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero, se demostró como las acciones y comportamientos humanos originan cambios impropios en el ambiente. El reto se centró en la necesidad de comprender la función de la conducta individual e interpersonal desde su origen teniendo en cuenta que el origen de la situación problemática estuvo en la acción de arrojar desechos en los aparatos sanitarios, y así mismo, la evolución del problema y la forma en la que esto pueda mitigarse. En este sentido, fue necesario investigar pensamientos e ideas entre lo individual y lo social y basarse simultáneamente en el cuestionamiento de las acciones cotidianas, estilos de vida, avances culturales y comunitarios. Para ello, se debió analizar los comportamientos que inician o potencian la problemática de la cultura social en el desarrollo de los procesos contaminantes. Caso: desechos orgánicos 26 dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero. Ya que comportamientos habituales en los lugares de residencia, como arrojar desechos inadecuadamente a través de los aparatos sanitarios disminuye la posibilidad de mejorar la calidad de agua en Bogotá. Seguidamente estos desechos arrojados desembocan finalmente en la planta de tratamiento de aguas residuales del Salitre, pues este último punto de llegada de los desechos en la Planta del Salitre se realiza tratamientos físico – químicos de altos costos para disminuir la contaminación de estaagua negras, es ahí donde este comportamiento afecta también los sistemas económicos. En 1997 el 4,8%4 de las viviendas de la localidad de Chapinero no contaban con el servicio de alcantarillado (barrios localizados en los cerros orientales como: Villa del Cerro, Villa Anita y Cantares, adicionalmente, en el 2002 la EAAB (Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá) reportó para la localidad de Chapinero una cobertura del servicio de alcantarillado de 100%, porcentaje superior a la cobertura promedio del Distrito de Bogotá que es de 90,1%5. 3 SECRETARIA DISTRITAL DE SALUD, “Diagnostico local con participación social”. Chapinero, 1997. 4 Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB), “Cobertura residencial aproximada por localidades”. 2002. 27 Para describir la situación problemática: cultura social en el desarrollo de los procesos contaminantes. Caso: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero, se utilizó la herramienta de observación diagrama de espina de pescado que describe esta situación con información recopilada, y al mismo tiempo permite analizar la información desde diferentes puntos de vista. El diagrama de causa – efecto es una herramienta ilustrativa que muestra la relación entre una causa y los efectos importantes que enmarcan la problemática de la cultura social en el desarrollo de los procesos contaminantes. Este diagrama es conocido comúnmente como diagrama de espina de pescado6. El diagrama espina de pescado (figura 1), se adaptó a este proyecto por la forma en que representa aspectos como posibles causas que conforman una situación que abarca tantos aspectos como ambiental, ingeniería, social, económico y cultural. Acompañada de las posibles consecuencias del resultado de la lluvia de ideas que se toman de los aspectos anteriormente mencionados. Por otra parte, en la recopilación de información se notó claramente que las acciones legislativas o tecnológicas y la falta de documentos de información sobre las disposiciones inadecuadas de los desechos generados en los hogares, son 5 ALDANA V. EDUARDO & REYES A. ALFONSO. Disolver problemas: criterio para formular proyectos sociales. Editado, Bogotá D.C., Colombia: Uniandes, 2004. p. 75. 28 insuficientes. Por todo ello, es fundamental que las instituciones dispongan de información científica y rigurosa acerca de los comportamientos y actitudes de la población respecto a los temas ambientales y acerca de cómo valora dicha población las acciones públicas dirigidas a la de la calidad de vida en lo que respecta a la eficiencia de la prestación del servicio público de agua y alcantarillado y mejoras del medio ambiente. 2.1.1 Aguas residuales en los alcantarillados. Las aguas residuales, son aguas del resultado de usos con fines domésticos, comerciales, públicos o industriales. Desde el punto de vista de su origen, es una combinación de agua con líquidos resultados de acciones como de lavado de manos, detergentes, etcétera, y desecho sólidos proveniente de actividades domésticas, comerciales o industriales, diluido comúnmente con agua de infiltración y lluvias. Los componentes en las aguas residuales7 se pueden identificar por medio de un sistema de saneamiento de recurso hídrico (figura 2), es decir, los desechos generados ya sea por una comunidad o conjunto de habitantes que desembocan en un sistema de red de alcantarillado finalizan en el tratamiento que se realiza en la planta de tratamiento de aguas residuales. 6 ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL (ACODAL). Seminario internacional. Gestión para el manejo integral de las aguas residuales. Medellín, Colombia; ACODAL, 1995. 1 ed. p. 8-15 29 Por otra parte, la clasificación de las aguas residuales es según la fuente donde provenga, una de ellas puede ser el agua residual doméstica (también llamada sanitaria), es el agua residual procedente de residencias, instalaciones comerciales, públicas y similares. Seguidamente, otra clasificación de las aguas residuales puede ser el agua residual industrial. Sus componentes provienen de vertidos industriales, infiltración y conexiones incontroladas que emiten líquidos con un alto contenido de partículas nocivas para la salud humana y medio ambiente. Bajo este escenario, los sistemas de alcantarillado son necesarios. En los sistemas de alcantarillado, el agua residual realiza un recorrido que inicia al ser vaciada a través por los aparatos sanitarios y de las conexiones domiciliarias a los tramos de colector localizados en las calles y vías. Adicionalmente, existen aporte de aguas lluvias que provienen de bajantes de edificios, drenajes de cimentaciones y alcantarillas pluviales que transforman un alcantarillado sanitario en un sistema de redes de alcantarillado combinado. 30 Figura 1. Diagrama de espina de pescado para la calidad de aguas residuales en la localidad de Chapinero Calidad de aguas residuales en la localidad de Chapinero Acciones legislativas que encausen a los ciudadanos con el cuidado en el uso de los servicios de acueducto y alcantarillado. Composición de los desechos Costos de mantenimiento en los alcantarillados Aumento en la población Consumo diario de productos biodegradables y no biodegradables Poca cultura ciudadana Poca información en la disposición final de los desechos Falta de educación ambiental Aumento de residuos sólidos en los alcantarillados Deterioro de la calidad del agua en los alcantarillados Deterioro de DBO Taponamiento en los alcantarillados Deterioro del medio ambiente por descargas sin tratamiento Aumento de costos en los tratamientos de las plantas de aguas residuales Aumento en la cantidad de desechos 31 Domicilios RRRíííooo Alcantarillado Combinado Colector agua residual Planta de tratamiento Aliviadero Combinado QQ Q uu u ee e bb b rr r a a a d d d aa a Alcantarillado agua residual Alcantarillado agua lluvias Domicilios Industrias y Comercio Desechos domésticos: - Basuras provenientes de los baños - Duchas - Lavaplatos - - Lavaderos - Lavadoras - Papel higiénico - Residuos de comida Figura 2. Esquema del sistema de colección y tratamiento de aguas residuales 32 En las zonas residenciales los caudales de aguas residuales se determinan a partir de la densidad de población y de la contribución media per cápita. En la siguiente tabla se señalan datos de los intervalos de variación y caudales típicos. Tabla 1. Intervalos de variación y caudales típicos de aguas residuales domésticas CAUDAL, L/unidad-d Origen Unidad Intervalo Valor típico Apartamentos Hotel por residente Casa media Casa de la clase alta Casa de lujo Persona Residente Persona Persona Persona 200-340 150-220 190-350 250-400 300-550 260 190 280 310 380 Fuente. ACODAL, Medellín, 1995. 2.1.1.1 Caracterización de impurezas en el agua residual. Las impurezas en el agua residual se clasifican en base al volumen que ocupan las partículas contaminantes7, este volumen condiciona la eficiencia de los diversos métodos de purificación. Las partículas en general se clasifican en: suspendidas o flotantes, coloidales o dispersas y disueltas o disgregadas. 7 ROMERO ROJAS, Jairo A. Tratamiento de aguas residuales. Teoría y principios de diseño. Bogotá D.C., Colombia; Escuela Colombiana de Ingeniería, 2004.3 ed. 33 Las partículas suspendidas son las superiores en tamaño y volumen, es decir, que tienen un diámetro de aproximadamente una micra. Estas partículas son lo suficientemente grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas en filtros comunes, además, por su superioridad pueden absorber luz y hacer en esta forma que el agua residual se vea turbia y sucia. Las partículas coloidales son las inferiores en volumen y tamaño, ya que por su pequeño tamaño, en el curso del agua residual, la velocidad de depósito es insignificante y pasan a través de los orificios de cualquier medio filtrante, por lo tanto, es imposible eliminarlas por métodos como la filtración o sedimentación ordinarias. El agua que contiene partículas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que ilumina, pero se podrá ver turbia si se observa en ángulo recto con respecto al haz lumínico. Finalmente, las partículas disueltas no se depositan, ni son retenidas por los filtros, y tampoco dan coloración al agua, inclusive si se las mira en ángulo recto con respecto al haz de luz. Estas partículas no son mayores de aproximadamente 1/100 micra de diámetro. Si son eléctricamente neutras se les llama moléculas; si llevan carga eléctrica se les designa como iones. 2.1.1.2 Análisis de las aguas residuales. Para conocer el análisis en las aguas residuales, es necesario ejecutar un conjunto de análisis a fin de determinar 34 aquellos constituyentes que pueden causar dificultades para el tratamiento que más convenga. El término fuerza en las aguas residuales, se utiliza como índice de potencia que causa estragos, en otras palabras, la fuerza del caudal de las aguas residuales se mide por la capacidad potencial en aumentar el olor, el contenido de sólidos y su demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Además, la concentración en una sustancia, elemento o compuesto líquido se relaciona con el peso y el volumen del líquido que lo contiene, denominándose a esta relación como la carga que tiene un producto en su concentración promedio donde interviene el caudal promedio determinado en el mismo sitio. En este sentido, para caracterizar las aguas residuales se ejecutan varios análisis, en los cuales se hace una clasificación de cuatro grupos principales: sanitarios, físicos, químicos y biológicos. Los análisis sanitarios se usan para determinar en las aguas residuales las características como: origen (domiciliario, comercial, industrial); las variaciones de caudal o fuerza; la permanencia en el alcantarillado; el grado de dilución (infiltración, superficial, lluvias) y otros factores del medio. Los análisis físicos son los más importantes para conocer las características físicas del agua residual como lo es: temperatura, color, olor, turbiedad y sólidos. 35 Los análisis químicos (tabla 2) proporcionan datos útiles con respecto al estado de la descomposición y fuerza del agua residual, y sirven para regular el funcionamiento de las instalaciones de tratamiento y para prevenir la contaminación de los cuerpos de agua. Tabla 2. Distribuciones químicas del agua residual TIPO CARACTERÍSTICAS Orgánico: Inorgánico . Gaseoso: Proteínas (40 a 60%) Carbohidratos (25 a 50%) Aceites y grasas (10%) Detergentes (2%) Fenoles (2%) Insecticidas (plaguicidas agrícolas) Cloruros Alcalinidad Nitrógeno Fósforo Azufre Oxigeno disuelto Otros Fuente. ACODAL, Medellín, 1995. Los análisis biológicos corresponde a exámenes bacteriológicos y microscópicos y se utilizan para conocer: principales grupos de microorganismos encontrados en las aguas, organismos responsables del tratamiento biológico, organismos usados como indicadores de polución y métodos para evaluar toxicidad. 2.1.2 Fuentes de contaminación en aguas residuales. Las prácticas personales e industriales producen cantidades de residuos y de desechos todos los días que 36 están relacionados con los hábitos de vida que refleja cada individuo, junto con su cultura, nivel de educación y nivel del vida. En general, se puede llegar a considerar las aguas residuales como domésticas, por su alta concentración de carga orgánica proveniente de los líquidos provenientes de las viviendas o residencias, edificios comerciales e institucionales. No obstante, las aguas lluvias hacen parte de las fuentes contaminantes en las aguas residuales en sistemas de alcantarillado combinado. Las aguas lluvias transportan por las alcantarillas una carga contaminante proveniente del lavado de techos, calles y demás superficies por donde circula. Estas alcantarillas sin conexiones conocidas de aguas residuales domésticas o industriales y, en general, se descargan directamente al curso del agua natural más próximo sin ningún tipo de tratamiento. Para el estudio: desechos orgánicos dispuestos inadecuadamente en los aparatos sanitarios al alcantarillado de Bogotá D.C. Localidad 02 Chapinero, el curso de las aguas residuales se dirige hacía el Río Juan Amarillo. Sobre este estudio en particular, se presenta el siguiente esquema con las principales fuentes de aguas residuales que aportan a este río. 37 Figura 3. Esquema de las principales fuentes de contaminación de las aguas residuales Una parte de la cantidad de desechos contaminantes en las aguas residuales son producidos a través de fuentes de difícil control, como lo son las aguas lluvias y el derrame de aguas dispuestas en el ámbito agrícola. Aguas Residuales Industriales Disposición Separada Separación y Pretratamiento Agua No Tratada Aguas Residuales Domésticas Infiltraciones y Conexiones Alcantarillado Sanitario Alcantarillado Combinado: Aguas lluvias + Aguas domésticas C a u d a le s d e E x c e s o Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Efluente Tratado Aguas Lluvias Curso Natural del Río 38 Por otra parte, los desechos industriales son a menudo similares a aquéllos que se generan a nivel doméstico, pero los desechos industriales tienden a tener una mayor concentración de contaminantes específicos tales como metales, solventes o pesticidas 8 . Además las industrias responsables, se han identificado aproximadamente 3.000 sitios abandonados de residuos peligrosos en Colombia, de los cuales se sabe que aproximadamente el cuarentaidos porciento (42%)9 tienen un impacto adverso en las provisiones de aguas subterráneas. Los procesos agrícolas producen a menudo agua residual con niveles tóxicos de nutrientes típicamente beneficiosos, tales como nitrógeno y fósforo. Igualmente, se producen 1,100 millones de libras de pesticidas cada año, de los cuales el setentaisiete porciento (77%) es aplicado en terrenos agrícolas. En este sentido, existen cerca de quinientos mil (500.000) operaciones de alimentación de animales en Colombia10, las cuales contribuyen a sobrecargas significativas de nutrientes e introducciones de patógenos en las cuencas hidrológicas. Los residuos domésticos incluyen agua de lavandería y baño, agua del excusado/inodoro, productos alimenticios y desechos arrojados a través de los 8 METCALF & EDDY. Ingeniería de Aguas Residuales: Tratamiento, Vertido y Reutilización. Madrid, España; McGraw Hill, 1995. 3ª ed. p. 20-45. 9 Lenntech, Fuentes de contaminación de aguas. [en línea]http://www.lenntech.com/espanol/Agua- subterranea/fuentes-contaminacion.htm[consultado 18 de marzo de 2008]. 10 BAEZ NOGUERA, Jorge. Tratamiento básico de aguas residuales. Barranquilla, Colombia; Presencia, 1995. 1 ed. p. 65. http://www.lenntech.com/espanol/Agua-subterranea/fuentes-contaminacion.htm%5bconsultadohttp://www.lenntech.com/espanol/Agua-subterranea/fuentes-contaminacion.htm%5bconsultado 39 aparatos sanitarios. Estos son residuos domésticos generalmente contienen peligros tales como patógenos microbianos (virus, bacterias o protozoos), exceso de nitratos (detergentes) u otros compuestos tóxicos comunes como pesticidas y limpiadores domésticos. Los residuos domésticos e industriales son a menudo considerados como fuentes contaminantes puntuales de las aguas residuales, en los cuales este tipo de agua es recolectada a través de redes de tuberías y colectores de alcantarillado. Por otra parte, cuando hay excesos de lluvia, se presentan situaciones de desbordamiento de ríos, sobrepasando los límites de descarga en las plantas de tratamiento. Además, el taponamiento por desechos sólidos en las redes de alcantarillado, complica aún más la situación de los derrames de agua lluvias y/o aguas sanitarias en los alcantarillados; produciendo efectos significativos de contaminación no puntual que puede afectar la salud de cualquier individuo que tenga contacto directo con este tipo de agua, la cual contiene patógenos microbianos relacionados con las aguas residuales. Igualmente, los derrames de aguas lluvias están frecuentemente contaminados con pesticidas, fertilizantes agrícolas, aceites, gasolina de los caminos y una variedad de otros contaminantes tóxicos que se encuentran en la dirección que tome el flujo. En situaciones donde las industrias depositan directamente los 40 desechos en los ríos, el derrame de las aguas lluvias contiene niveles más elevados de sustancias tóxicas que en las aguas residuales. Tabla 3. Fuentes contaminantes de las aguas residuales según su origen Fuente. http://www.co.portage.wi.us/Groundwater/undrstnd/gwcontam.htm Lugar de Origen Fuentes de Contaminación Potenciales de Aguas Residuales en los Alcantarillados Municipal Industrial Agrícola Individual CERCA DE LA SUPERFICIE DEL SUELO Contaminación del aire Disposición en suelos de residuos municipales Calles y aparcamientos Contaminación de aire Químicos: almacén y derrames Combustibles: almacén y derrames Arrastre en residuos de minas Contaminación del aire Derrame de químicos y fertilizantes Residuos en granjas de almacenamiento y emisión al campo Pesticidas Contaminación del aire Fertilizantes Casas: limpiadores y detergentes Petróleo Pinturas Pesticidas POR DEBAJO DE LA SUPERFICIE DE SUELO Basureros Fugas y drenaje de líneas de aguas residuales Tuberías Tanques de almacenamiento subterráneos Almacenamiento subterráneo y tanques Pozos: construidos inadecuadamente o abandonados Sistemas sépticos Pozos: construidos inadecuadamente o abandonados http://www.co.portage.wi.us/Groundwater/undrstnd/gwcontam.htm 41 2.1.2.1 Clasificación de las fuentes contaminantes en las aguas residuales. La clasificación en las aguas residuales11 se puede hacer conforme a diferentes criterios que existen respecto a este punto, como: Composición de los elementos contaminantes: compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. Características de dichos elementos. Origen de los procesos contaminantes. Secuencia de tiempo en la que se generan los desechos. Vertimientos Continuos: proceden de los procesos en los que existe una entrada y una salida continua de agua, como son el transporte, lavado y refrigeración entre otros. Vertimientos Discontinuos: proceden de las operaciones intermedias, es decir, son los desechos con mayor contaminación, como el caso de los detergentes, blanqueadores, emulsiones, etcétera. 2.1.3 Características de las aguas residuales. Las características de las aguas residuales (tablas 4 y 5) se pueden llegar a interpretar de muchas formas, dependiendo del propósito específico de la caracterización. Además, toda caracterización de aguas residuales implica un proceso de muestreo apropiado para la toma de cada muestra representativa y un análisis de laboratorio que se 11 BAEZ NOGUERA, Jorge. Tratamiento básico de aguas residuales. Barranquilla, Colombia; Presencia, 1995. 1 ed. P 20-32. 42 encuentre avalado por el cumplimiento de las normas estándares que aseguran la precisión en la entrega de resultados12. En general, un programa de muestreo para la caracterización y control en la calidad del agua, requiere de un análisis cuidadoso en el tipo y selección de muestras, número de muestras y análisis preciso. Existen caracterizaciones típicas de las aguas residuales, las cuales son muy importantes para referenciar parámetros importantes a analizar y su magnitud, teniendo en cuenta, que cada agua residual es única en sus características y en lo posible, los parámetros de contaminación deben evaluarse en laboratorios especializados para cada tipo de agua residual. Tabla 4. Valores promedio (masa por litro) de las características de contaminación más importantes evaluadas en aguas residuales CARACTERÍSTICAS PROMEDIO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN BOGOTÁ Parámetro Magnitud D.B.O. 190 mg/lt D.B.Q. 382 mg/lt Sólidos Totales 403 mg/lt Sólidos Totales Volátiles 278 mg/lt Sólidos Suspendidos 160 mg/lt Sólidos Suspendidos Volátiles 129 mg/lt Sólidos Disueltos 243 mg/lt Coliformes 8,23 NMP/ 100ml Fuente. ACODAL. Medellín, 1995. 12 ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL (ACODAL). Seminario internacional. Gestión para el manejo integral de las aguas residuales. Medellín, Colombia; ACODAL, 1995. 1 ed. p. 8-15. 43 Tabla 5. Valores promedio (habitante por día) de las características de contaminación más importantes evaluadas en aguas residuales CARACTERISTICAS PROMEDIO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN BOGOTÁ Parámetro Magnitud D.B.O. 62 g/habitante por día Sólidos Suspendidos 51 g/habitante por día Sólidos Disueltos 78 g/habitante por día Sólidos Totales 129 g/habitante por día Sólidos Totales Volátiles 89 g/habitante por día Coliformes 2.49 coli./habitante por día Fuente. ACODAL. Medellín, 1995. 2.1.4 Calidad del agua residual en los sistemas de alcantarillado. La calidad del agua residual es una variable fundamental del medio hídrico, tanto en lo que respecta a la caracterización ambiental como desde el aspecto de proyección hidrológica. Se entiende por calidad del agua residual el conjunto de características físicas, químicas y biológicas que hacen que el agua sea apropiada para un uso determinado13. La calidad del agua residual que fluye por el alcantarillado no es permanente, es decir, tienen lugares donde los cambios con el tiempo y posición, debido a que las características del agua son diferentes en la superficie y en el fondo del alcantarillado. 13 ROMERO ROJAS, Jairo A. Tratamiento de aguas residuales. Teoría y principios de diseño. Bogotá D.C., Colombia; Escuela Colombiana de Ingeniería, 2004. 3 ed. p. 34. 44 Por otra parte, en la superficie del alcantarillado se encuentra excesos de material flotante, en el fondo se depositan en gran cantidad fragmentos de sólidos sedimentables y en el medio de estos dos puntos, se encuentra depósitos en gran cantidad de fragmentos de sólidos sedimentables de un menor tamaño que los depósitos del fondo. Los desechos de las aguas residuales inciden posiblemente en la contaminación generada a través de los aparatos sanitarios. Por lo tanto, es necesario definir sitios críticos donde se colecte en un solo punto las aguas residuales que son descargadas a través de las redes del alcantarillado para que finalmente estas aguas puedan ser evacuadas en un sistema receptor. Por otra parte,el grado de contaminación de las aguas residuales en los sistemas de alcantarillado, se mide por la determinación de materia orgánica presente que procede generalmente de los vertimientos domésticos y/o industriales. Una de las medidas es cuantitativa, se puede medir la calidad del agua residual con la cantidad de oxígeno que utilizan los microorganismos para disolver la materia orgánica. Esto se mide por medio del ensayo de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO). 45 La Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) es el parámetro más ampliamente usado para medir la polución orgánica tanto de las aguas residuales como de las aguas crudas para consumo de 5 días y a una temperatura de 20°C14. Esta determinación encierra la medida de oxígeno disuelto usado por los microorganismos en la oxidación bioquímica de la materia orgánica, la cual es muy importante en el tratamiento de residuos y en el manejo de la calidad del agua, ya que se usa para determinar la cantidad aproximada de oxígeno requerido para estabilizar biológicamente la materia orgánica presente, para establecer las necesidades de tratamiento de los residuos y para determinar la tasa de oxigenación. La demanda de oxígeno de las aguas residuales se debe a tres clases de materiales: orgánicos carbonosos, que son aprovechados como nutrientes por los organismos aeróbicos; nitrogenados oxidables y ciertos compuestos químicos reductores (hierro, sulfito y sulfuro) que reaccionan con el oxigeno molecularmente disuelto. Valores de DBO mayores de 6 ppm indican alta contaminación. Seguidamente, otra de la medida más importante en la calidad del agua es la Demanda Química de Oxígeno (DQO). El DQO es la cantidad de oxígeno consumida por los elementos existentes en el agua (en condiciones 14 MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Dirección General de Agua Potable y Saneamiento Básico. Reglamento técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS). Sección II, título E, Tratamiento de aguas residuales, Bogotá D.C., Colombia; 2000. 1 ed. p. 12. 46 determinadas), y es una medida del material oxidable sin importar de donde sea su origen, si este es biodegradable y/o no biodegradable. Al verter las aguas residuales domésticas o industriales en los ríos, se incrementa el contenido de materia orgánica en el agua, aumentando el DQO y en consecuencia se disminuye el oxígeno disuelto en esta agua negras. Las aguas residuales domésticas suelen contener entre 250 y 600 ppm de DQO, las aguas no contaminadas tienen valores de DQO 1 ppm.15 Por otra parte, el papel higiénico contiene una cantidad de productos químicos peligrosos para la salud y el medio ambiente que se emiten durante la producción y lo que conforma al producto en sí. Por lo anterior, existen criterios ambientales que se podrían tener en cuenta cuando un material depositante como el papel higiénico, emite emisiones al agua y a la atmósfera al degradarse en los ríos. Es aquí donde se puede llegar a medir los valores límites de emisiones de contaminación especificados por la CAR, teniendo en cuenta la DQO, que por efectos del papel higiénico, la DQB se compondría principalmente de las emisiones de fósforo, azufre y óxidos de nitroso. Finalmente, las condiciones de calidad y control adecuado aseguran un buen mantenimiento de los sistemas de alcantarillado de las aguas residuales. La 15 BAEZ NOGUERA, Jorge. Tratamiento básico de aguas residuales. Barranquilla, Colombia; Presencia, 1995. 1 ed. P 38. 47 selección del tipo y grado de tratamiento que permitan obtener efluentes tratados que al ser descargados a una corriente de agua sin importar los usos de donde provengan (domésticos y/o industriales), se hace a partir de un modelo de calidad de agua. Dichos modelos simulan el comportamiento de la corriente receptora cuando se tiene diferentes esquemas para el tratamiento de las aguas residuales, para ello se deberá definir los usos del agua receptora (figura 4). 2.1.5 Sistema de alcantarillado de la localidad 02 de Bogotá. En la localidad de Chapinero, que corresponde en orden de ubicación en Bogotá D.C., a la localidad 02, su sistema de alcantarillado es mixto, es decir, las aguas sanitarias como aguas lluvias provenientes de los desechos de los habitantes de Chapinero, comparten el mismo sistema de alcantarillado. A su vez, no permite hacer una diferencia en el tratamiento de esta agua, disminuyendo la eficiencia en el proceso de tratamiento a donde estas se depositan en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Salitre, siendo esta la planta que corresponde a la descarga de desechos de la localidad de Chapinero. 48 Figura 4. Esquema de generación, colección y tratamiento de las aguas residuales 2.1.5.1 Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre. Retomando el tema del lugar donde se tratan las aguas residuales que se generan en la localidad de Chapinero, la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre, trata las aguas residuales producidas por el norte y el noroccidente de la ciudad, donde se encuentra el sector Chapinero de Bogotá. El agua residual generada en esta localidad es captada por medio del sistema de alcantarillado e interceptores que se extiende desde la calle 26 hasta la calle 200, con una cobertura de 2.200.000 habitantes. RÍO JUAN AMARILLO Generación de las Aguas Residuales Colección de las Aguas Residuales Tratamiento de las Aguas Residuales Vertimiento y Descarga de las Aguas Residuales LOCALIDAD 02 CHAPINERO PTAR EL SALITRE 49 En la actualidad, en Bogotá, se descargan aproximadamente unos 14 m3/s de aguas residuales en el sistema de alcantarillado; de los cuales, el 29.6% proviene de la cuenca del Salitre (incluye la cuenca Torca)16. Existe una serie de interceptores como el ENCOR, IFT, ITC (figura 5), entre otros que recolectan las aguas residuales que transportan las redes de alcantarillado de la ciudad, evitando que estas sean descargadas a los cuerpos de agua y sean conducidas hasta las plantas para que por medio de diferentes procesos se remuevan los contaminantes del agua y estas puedan ser descargadas al Río Bogotá, permitiendo con el tiempo recuperar la calidad de agua de la corriente. Figura 5. Interceptores de recolección de aguas residuales de la PTAR El Salitre Actualmente la PTAR El Salitre (figura 6) trata 4.000 L/s. de aguas residuales, y se tiene proyectada su ampliación a 8.000 L/s., para tratar la totalidad de las aguas 16 Visita a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, El Salitre. Ingeniera Adriana Briseño. 50 residuales que se generarían para el año 202517 con la optimización y ampliación del sistema de alcantarillado en esta cuenca de la ciudad. Figura 6. Maqueta PTAR El Salitre Desde el inicio de operaciones en el año 2000 la PTAR El Salitre a través de un sistema de tratamiento primario realiza la remoción de sólidos gruesos, finos, arenas, grasas, sólidos suspendidos, y materia orgánica sedimentable, logrando una eficiencia de remoción del 40% de la materia orgánica (expresada como DBO5) y 60% de los Sólidos Suspendidos Totales. La remoción (figura 7) promedio mensual de la planta es 66.5 metros cúbicos de grasas, 8.1 metros cúbicos de arenas, 51.9 toneladas de basura, 1500 toneladas de sólidos suspendidos totales y 1100 toneladas de materia orgánica expresada como DBO5. 17 Visita a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, El Salitre. Ingeniera Adriana Briseño. 51 Figura 7. Puntos de remoción de desechos de la PTAREl Salitre Como segunda parte (figura 8) se implementará el tratamiento secundario, donde el efluente del primario se pondrá en contacto con procesos de tratamiento que permitirán obtener un efluente con una calidad aproximada de 30mg/L de DBO5, como subproducto del tratamiento se han generado en promedio 4336 toneladas de biosólido, los cuales han sido objeto de investigaciones ejemplo de ello: abono agrícola para cultivos, restauración de suelos degradados, etcétera, y han permitido su uso como material de cobertura en zonas clausuradas en el relleno sanitario Doña Juana y la Escombrera El Corzo. Adicionalmente se produce biogás rico en metano, el cual es reutilizado para los procesos de digestión en el interior de la planta. 52 Figura 8. Puntos de tratamiento secundario de la PTAR El Salitre 2.1.5.2 Humedal Juan Amarillo. El humedal de Juan Amarillo, también llamado Laguna de Tibabuyes, se localiza al noroccidente del Distrito Capital, dentro del área inundable de los ríos, Bogotá y Juan Amarillo o Salitre, los que junto al humedal forman parte de la estructura primaria del sistema hídrico de la ciudad. En cuanto a la calidad del agua del Río Juan Amarillo, que se comporta como una trampa de sedimentos, donde están entrando 3200 mg/l de sólidos totales provenientes de la localidad de Chapinero, de los cuales se han detectado a la salida 1320 mg/l, lo que quiere decir que en alguna parte del cauce o derivado de lo que rebosa del humedal, se están quedando 2170 mg/l, que equivalen al 62.2% de los sólidos transportados por el río Juan Amarillo. 53 Figura 9. Localización del Humedal Juan Amarillo 2.1.6 El papel higiénico. Se define el papel higiénico o también denominado rollo higiénico como un tipo de papel fino que se usa específicamente para la limpieza de desechos producidos por el ser humano como defecación y secreción de las mucosas18. Este producto comercialmente vendido a nivel global y de uso indispensable para cada individuo, puede estar perfumado o no. Su formato más común es el de rollo de papel, pero también es posible encontrarlo en paquetes. Se suele vender en mercados, supermercados y farmacias en paquetes de varias unidades o presentaciones. El papel suele estar diseñado para que se descomponga en contacto con el agua, al contrario de las toallas de papel para las manos, en 18 Wikipedia, Papel higiénico. [en línea]< http://es.wikipedia.org/wiki/Papel_higi%C3%A9nico>[consultado 8 de abril de 2008]. http://www.babylon.com/definition/papel/Spanish http://www.babylon.com/definition/perfume/Spanish http://www.babylon.com/definition/rollo/Spanish http://www.babylon.com/definition/mercado/Spanish http://www.babylon.com/definition/supermercado/Spanish http://www.babylon.com/definition/farmacia/Spanish http://es.wikipedia.org/wiki/Papel_higi%C3%A9nico%3e%5bconsultado 54 algunos casos se elaboran papeles especiales para no dañar o atascar los pozos asépticos. El origen de este desecho tan frecuentemente utilizado en la cotidianidad de cualquier persona, se origina en China desde el segundo siglo a. C. 19 . En 589 a. C. el oficial académico Yan Zhitui (531–591) escribía sobre el papel higiénico: "El papel sobre el que están escritas anotaciones o comentarios sobre los Cinco Clásicos así como sus dichos, ese papel me cuidaré mucho de emplearlo en propósitos del cuarto de baño"20. Durante los comienzos del siglo XIV (Dinastía Yuan), se tiene constancia de que en la ciudad de Zhejiang había una producción anual de papel higiénico por una cantidad de diez millones de paquetes de 1.000 a 10.000 hojas de papel higiénico cada uno21. Durante la Dinastía Ming (1368-1644 d. C.), se registraron en 1393 que 720.000 hojas de papel higiénico para el uso general de la corte Imperial en la capital de Beijing22. A partir de los registros de la Oficina Imperial de Suministros (Si Bao Chao). En la antigua Roma se practicó el hábito de la limpieza que hoy se asocia con el uso del papel. Una esponja amarrada a un palo y sumergida en un balde de agua salada estaba a disposición en los baños públicos. Los usuarios 19 Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 5, Chemistry and Chemical Technology, Part 1, Paper and Printing. Taipei: Caves Books, Ltd. P. 122 y 123. 20 Ibid., p. 123. 21 Ibid., p. 123. 22 Ibid., p. 123. http://es.wikipedia.org/wiki/China http://es.wikipedia.org/wiki/A._C. http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=589_a._C.&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Yan_Zhitui&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Cinco_Cl%C3%A1sicos http://es.wikipedia.org/wiki/Cuarto_de_ba%C3%B1o http://es.wikipedia.org/wiki/Dinast%C3%ADa_Yuan http://es.wikipedia.org/wiki/Zhejiang http://es.wikipedia.org/wiki/Roma http://es.wikipedia.org/wiki/Esponja http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ba%C3%B1o_p%C3%BAblico&action=edit&redlink=1 55 compartían la herramienta, con la que se "refrescaban". En el siglo IX, las personas solían limpiarse con hojas de lechuga y agua. Para la fabricación del papel higiénico se utiliza fibra de origen vegetal, la cual puede ser virgen o reciclada. Esta fibra es mezclada con sustancias químicas y agua, para formar una pasta. Dicha pasta se pasa por una prensa que elimina cualquier exceso de agua, la aplasta y forma un pliego húmedo. Después se pasa por un gran tubo caliente y por un secador. Al estar seco, pasa por un tratamiento para mejorar su calidad. Una vez hecho esto, el papel es decorado y se enrolla en un gran cilindro. Luego pasa a un aparato que lo marca horizontalmente con pequeños cortes y finalmente se enrolla en largos tubos de cartón y estos se cortan dependiendo del tamaño establecido para formar los conocidos rollos23. Para blanquear el papel higiénico se utiliza cloro: elemento responsable de la aparición de compuestos tóxicos que dan mal sabor al agua, e incluso, pueden llegar a afectar la salud. Así mismo, hay modelos de papel coloreados o con algún tipo de dibujo en su superficie en los que se utilizan tintes contaminantes difíciles de eliminar, siendo estos compuestos químicos, los que disminuyen la calidad del agua y aumentan los costos de tratamiento y aumentan la carga contamínate en la planta de tratamiento donde se depositan finalmente. 23 Textos científicos, Fabricación de papel. [en línea]<http://www.textoscientificos.com/papel/fabricacion- papel>[consultado 16 de junio de 2008]. http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_IX http://es.wikipedia.org/wiki/Lechuga http://es.wikipedia.org/wiki/Agua http://www.textoscientificos.com/papel/fabricacion-papel%3e%5bconsultado http://www.textoscientificos.com/papel/fabricacion-papel%3e%5bconsultado 56 Para propósitos del estudio, se identificó el peso promedio del papel higiénico que comercialmente se encuentra en el mercado nacional, con el fin de tener presente estos datos para posteriores análisis de la carga contamínate que se tendría por medio de los análisis de las encuestas realizadas en la localidad de Chapinero. Tabla 6. Peso promedio por rollo del papel higiénico nacional según el tipo de hoja TIPO DE PAPEL PESO PROMEDIO POR ROLLO Mega rollo o triple hoja 0.140 Kg. Doble hoja 0.125 Kg. Hoja sencilla económico 0.086 Kg. 2.2 MARCO NORMATIVO Este capitulo, establece las políticas, leyes, decretos y normas relacionado con el presente trabajo, tratando temas como la calidad del agua, normatividad ambiental, y la normatividad aplicable a las empresas prestadoras de servicios públicos. Las presentes normas fueron tomadas del diario oficial del congreso de Colombia.Constitución política de 1991: Artículo 79. “Todas las personas tienen derecho a gozar de un ambiente sano. La ley garantizará la participación de la comunidad en las decisiones que puedan afectarlo. Es deber del Estado proteger la diversidad e integridad del 57 ambiente, conservar las áreas de especial importancia ecológica y fomentar la educación para el logro de estos fines”. Artículo 370. “Corresponde al Presidente señalar las políticas de administración y control de eficiencia de los servicios públicos domiciliarios; y ejercer por medio de la superintendencia de servicios públicos domiciliarios, el control, la instalación y vigilancia de las entidades que lo presten”. Decreto 3100 de 2004 (30 de octubre de 2004): “Por medio del cual se reglamentan las tasas retributivas por la utilización directa del agua como receptor de los vertimientos puntuales y se toman otras determinaciones”. Decreto 1594 de 1984: Usos del agua y residuos líquidos Artículo 6: “Entiéndase por vertimiento líquido cualquier descarga líquida hecha a un cuerpo de agua o a un alcantarillado”. Artículo 7: “Es usuario toda persona natural o jurídica de derecho público o privado, que utilice agua tomada directamente del recurso o de un acueducto, o cuya actividad pueda producir vertimiento directo o indirecto al recurso”. http://www.dadma.gov.co/paginas/normatividad/decretos/agua/decreto%203100.pdf 58 Artículo 13: “Denominase concentración de una sustancia, elemento o compuesto en un líquido, la relación existente entre su peso y el volumen del líquido que lo contiene”. Artículo 60: “Se prohíbe todo vertimiento de residuos líquidos a las calles, calzadas y canales o sistemas de alcantarillado para aguas lluvias, cuando quiera que existan en forma separada o tengan esta única destinación”. Decreto no. 1541 de 1978: Aguas no marítimas Artículo 2: “La preservación y manejo de las aguas son de utilidad pública e interés social, al tenor de lo dispuesto por el artículo 1 del Decreto - Ley 2811 de 1974. En el manejo y el uso del recurso agua, tanto la administración como los usuarios, sean éstos de aguas públicas o privadas, cumplirán los principios generales y las reglas establecidas por el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables de Protección al Medio Ambiente, especialmente los consagrados en los artículos 9 y 45 a 49 del citado Código”. Ley 9 de 1979 Artículo 1: “Para la protección del Medio Ambiente la presente Ley establece: a) Las normas generales que servirán de base a las disposiciones y reglamentaciones necesarias para preservar, restaurar u mejorar las condiciones necesarias en lo que se relaciona a la salud humana. 59 b) Los procedimientos y las medidas que se deben adoptar para la regulación, legalización y control de los descargos de residuos y materiales que afectan o pueden afectar las condiciones sanitarias del Ambiente”. Artículo 8: “La descarga de residuos en las aguas deberá ajustarse a las reglamentaciones que establezca el MinSalud para fuentes receptoras”. Artículo 9: “No podrán utilizarse las aguas como sitio de disposición final de residuos sólidos, salvo los casos que autorice el Ministerio de salud”. Artículo 22: “Las actividades económicas que ocasionen arrastre de residuos sólidos a las aguas o sistemas de alcantarillado existentes o previstos para el futuro serán reglamentados por el Ministerio de salud”. Artículo 39: “Los residuos provenientes de la limpieza de sistemas de disposición de excretas con arrastre, se ajustarán a los establecido para residuos líquidos”. Artículo 155: “SANEAMIENTO DE EDIFICACIONES. Este título de la presente Ley establece las normas sanitarias para la prevención y control de los agentes biológicos, físicos o químicos que alteran las características del ambiente exterior de las edificaciones hasta hacerlo peligroso para la salud humana”. Ley 142 de 1994 (11 de julio de 1994): Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios y se dictan otras disposiciones. Artículo 1: “Ámbito de aplicación de la ley. Esta Ley se aplica a los servicios públicos domiciliarios de acueducto, alcantarillado, aseo, energía eléctrica, 60 distribución de gas combustible, telefonía fija pública básica conmutada y la telefonía local móvil en el sector rural; a las actividades que realicen las personas prestadoras de servicios públicos de que trata el artículo 15 de la presente Ley, y a las actividades complementarias definidas en el Capítulo II del presente título y a los otros servicios previstos en normas especiales de esta Ley”. RAS. Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico – 2000: TÍTULO D. Sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales domésticas y pluviales. 2.3. MARCO CONTEXTUAL 2.3.1 Escenario global de la problemática. Para tener un contexto de todas las zonas donde el problema tiene repercusión se presenta un esquema presentado en forma de mapa conceptual (figura10). Los residuos posibles que con más frecuencia se arrojan a través del sanitario como condones, colillas de cigarrillo, toallas higiénicas, cabello y papel higiénico. Son desechos que por su tamaño y facilidad de evacuación son arrojados por habitantes de apartamentos y casas que habitan en la localidad de Chapinero. 61 Figura 10. Mapa conceptual de la situación problemática en la localidad de Chapinero 2.3.2 Localización geográfica de la situación problemática. En el centro geográfico de Colombia, en el borde oriental del país se encuentra situada Bogotá Distrito Capital, cuya altura en promedio es de 2.600 metros sobre el nivel medio del mar y una temperatura promedio de 14.2 ºC . Papel higiénico Condones Colillas de cigarrillo Toallas higiénicas Cabello Residuos que se depositan en 62 Figura 11. Mapa geográfico de la situación problemática en Colombia Bogotá comprende 12 localidades, siendo Chapinero la localidad donde se centra el objeto de estudio, se encuentra ubicada en el centro-oriente de Bogotá Distrito Capital, ha generado que sea la localidad con mayor aporte de activos en la ciudad capitalina, con un 45.7% de participación económica a Bogotá, concentrando gran movilidad de habitantes por dicha localidad. Bogotá, Distrito Capital de Colombia. La flecha indica la ubicación en donde se desarrolla la situación problemática del arrojo de desechos inadecuadamente en los inodoros. 63 Figura 12. Mapa localidades pertenecientes a Bogotá y mapa de la localidad de Chapinero 2.3.3 Ficha técnica de la Localidad de Chapinero: Limitaciones: al norte, con la calle 100 y la vía a la Calera, vías que la separan de la localidad de Usaquén: por el occidente, el eje vial Autopista Norte Avenida Caracas la separa de las Localidades de Barrios Unidos y Teusaquillo; Localidad de Chapinero (02). Limitación del área problema. 64 en el oriente, las estribaciones del páramo de Cruz Verde, la piedra de la Ballena el Pan de Azúcar y el cerro de la Moya, crean el limite entre la Localidad y los municipios de la Calera y Choachí. El río Arzobispo (calle 39) define el límite de la localidad, al sur, con la localidad de Santa Fe. Habitantes: 122.991 Área: 3.899 hectáreas Barrios: 50 Educación: 51 colegios privados, 3 distritales. Instituciones de Salud: Hospital Chapinero, 4 unidades de primeros auxilios Clima: Frío sub húmedo. Hidrología principal: Ríos Arzobispo y Salitre. Quebradas La Vieja, Rosales, El Chicó y Las Delicias. Suelos: Arenas y Arcillas blandas. Economía: Comercial, Finanzas, Cultural, Diplomático, Residencial, Educativo. 65 3. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN La metodología que