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Tecnología Química ISSN: 0041-8420 revista.tec.quimica@fiq.uo.edu.cu Universidad de Oriente Cuba Reyes Yola, Oscar; Sanz Amador, Alicia; Jústiz Robert, Nadia; Milanés Batista, Celene EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LA BAHÍA SANTIAGUERA MEDIANTE EL “MAPINFO” Tecnología Química, vol. XXVII, núm. 3, septiembre-diciembre, 2007, pp. 39-44 Universidad de Oriente Santiago de Cuba, Cuba Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445543754006 Cómo citar el artículo Número completo Más información del artículo Página de la revista en redalyc.org Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto http://www.redalyc.org/revista.oa?id=4455 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=4455 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445543754006 http://www.redalyc.org/comocitar.oa?id=445543754006 http://www.redalyc.org/fasciculo.oa?id=4455&numero=43754 http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=445543754006 http://www.redalyc.org/revista.oa?id=4455 http://www.redalyc.org TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 2007 39 EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LA BAHÍA SANTIAGUERA MEDIANTE EL “MAPINFO” Oscar Reyes Yola, Alicia Sanz Amador, Nadia Jústiz Robert, Celene Milanés Batista Universidad de Oriente En el presente trabajo se analiza la contaminación de la bahía santiaguera por las principales fuentes contaminantes terrestres de la misma, mediante el empleo de las posibilidades del Sistema de Información Geográfica (SIG) y del software (MAPINFO), para la estructuración de la información disponible y la realización de consultas, que relacionen los diferentes parámetros característicos de las aguas residuales descargadas en la bahía, determinándose las fuentes y los organismos que aportan mayor carga contaminante. La clasificación de las aguas residuales según el valor de la relación DBO5/DQO, evidencia la variabilidad de los contaminantes presentes en las mismas, predominando la existencia de contaminantes orgánicos e inorgánicos, lo que resulta valioso para la selección adecuada de los sistemas de tratamiento de dichas aguas. Se seleccionaron cualitativamente los tipos más convenientes de tratamiento para mitigar la contaminación producto de la descarga de las aguas residuales a la bahía, necesitándose la combinación de tratamientos físicos y químicos con los microbiológicos. Sólo el 50 % de las aguas residuales de las fuentes terrestres reciben algún tipo de tratamiento, fundamentalmente físico- mecánico, no habiendo correspondencia entre los tipos de tratamientos y la naturaleza de los contaminantes por eliminar. Palabras clave: contaminación marina, bahías contaminadas. In the present work is analyzed the pollution of the Santiago bay by the main terrestrial polluting sources of the same one, by means of the possibilities of the Geographical Information System (GIS) and of the software (MAPINFO) for the structuring of the available information and the realization of consultations that relate the different characteristic parameters of the waste waters discharged in the bay, being determined the sources and the organisms that contribute to a bigger load pollutant. The classification of the waste waters according to the value of the relationship (DBO5/DQO) evidences the variability of the present pollutants in the same ones, showing the prevailing existence of organic and inorganic pollutants, which is valuable for the appropriate selection of the wastewater treatment systems. They were selected qualitatively the most convenient types of treatment to mitigate the pollution by the discharge from the waste waters to the bay, being necessary the combination of physical and chemical treatments with the microbiological. Only the 50 % of the waste waters from the terrestrial sources receive some type of treatment, fundamentally physical-mechanical,without correspondence between the types of treatments and the nature of the pollutants to eliminate. Key words: marine pollution; polluted bays. _____________________ Introducción La bahía santiaguera, en cuya cuenca tributaria se asientan la segunda ciudad y el segundo puerto en importancia del país, provee valiosos bienes y servicios por sus recursos costeros, de ahí que resulta de gran importancia estratégica y necesi- dad su recuperación, y así crear las condiciones indispensables que garanticen el desarrollo eco- nómico y social sostenible de la provincia en correspondencia con los planes nacionales de consolidación del país. La bahía santiaguera no ha escapado al cierto deterioro de la calidad de sus aguas, a las alteracio- nes de los equilibrios naturales de los ecosistemas marinos y al agotamiento de los recursos pesqueros, causados, fundamentalmente, por la descarga de aguas residuales (industriales, comunales y fluvia- les) que transportan cantidades apreciables de con- taminantes de todo tipo. /1/ Se han realizado estudios no sistemáticos sobre la contaminación marina de la bahía santiaguera, habiéndose caracterizado o determinado el nivel de TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 200740 la misma en diferentes puntos /2/, estando dispersa la información existente; lo que no ha propiciado un análisis circunstanciado de la problemática y, en particular, la adopción de medidas efectivas para su solución. El objetivo del presente trabajo está dirigido al análisis de las principales fuentes contaminantes terrestres de la bahía santiaguera, empleando las posibilidades del Sistema de Información Geográ- fica (SIG) y del software (MAPINFO), para la estructuración de la información disponible y la realización de diferentes consultas que relacionen los diferentes parámetros característicos de las aguas residuales descargadas en la bahía. Fundamentación teórica La contaminación es uno de los principales problemas del ambiente marino y costero cu- bano, junto con la erosión y el aumento de la salinidad en aguas superficiales. Cuba cuenta con unas veinte bahías, que constituyen valio- sos recursos naturales del país. La contamina- ción por residuos orgánicos en las bahías de Cuba aumentó 2,3 % durante 2004, en contras- te con un descenso de 3,6 % de la carga recibida por las ocho principales cuencas hidrográficas del país. La bahía santiaguera, una de las más con- taminadas del país, presenta un estrecho canal de entrada que limita la renovación del agua (cada 18 d), lo que favorece los procesos de contaminación marina. Sus costas son irregu- lares, y en ellas el mar penetra formando mu- chas caletas y ensenadas. El área del espejo de agua es de 11,9 km2, y la profundidad promedio de la bahía es de 8 m; su profundidad máxima es de 12 m. Para mitigar y controlar los impactos de la contaminación marina originada por fuentes te- rrestres, es necesario identificar el tipo y nivel de los contaminantes, la determinación de las fuen- tes, el volumen de desechos, la concentración de los contaminantes potenciales y la localización de las descargas, evaluando dichas fuentes como un elemento fundamental para la aplicación de medi- das significativas de mitigación. /1,4/ Las aguas residuales pueden clasificarse se- gún: a) la procedencia: industriales, comunales y atmosféricas; b) la agresividad de acuerdo con el pH: no agresivas, poco agresivas y muy agresi- vas; y c) la naturaleza de los contaminantes: orgánicas, inorgánicas y mixtas. La característica relevante de dichas aguas es la variabilidad de sus características físicas, químicas y microbiológicas, lo que debe tenerse en cuenta para la selección de los métodos de tratamiento de las mismas con vistas a su descontaminación. Los valores estimados de cargas contaminan- tes (CC, toneladas/año), referidas a Demanda Bioquímica de Oxígeno al cabo de 5 d (DBO5), nitrógeno o fósforo total, en t/m3, fueron calcula- dos por la expresión siguiente: CC = Q. Pi (1), siendo: Q, el gasto volumétrico de aguas residuales (m3/año) y Pi, el parámetro dereferencia en cuestión. Métodos experimentales El presente trabajo, dado que la contaminación tiene un componente geográfico, se realizó em- pleando como software el MAPINFO, el cual permite la implementación de un SIG que posee un manejador de base de datos de atributos, posibilitándose que las aplicaciones se desarrollen en un contexto interno y único que simplifica el trabajo, quedando abierta la posibilidad del uso de manejadores como Access, Oracle u otros. /5/ La tecnología del SIG integra las operaciones de las bases de datos comunes, tales como las consultas y el análisis estadístico con la visualización única y los beneficios del análisis geográfico que brindan los mapas. El SIG es un valioso sistema computadorizado que provee facilidades para captar, almacenar, manipular, analizar y presentar información con componentes geográficos. Empleando una base cartográfica digitalizada se ubicaron las fuentes contaminantes terrestres (12) cuyas coordenadas eran conocidas, lo que permitió visualizar su distribución en la zona cos- tera de la bahía de Santiago de Cuba. Con la información /6,7,8/ de las características de las aguas residuales descargadas en la bahía proce- dentes de las fuentes terrestres, mediante la ecua- TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 2007 41 ción (1), se determinaron las cargas contaminan- tes referidas a DBO5, correspondientes a los años 1999, 2000, 2001, 2002 y 2003. Se elaboraron las bases de datos respectivas en Access, para eva- luar las posibles interacciones entre los diferentes parámetros característicos de las aguas residuales de las fuentes consideradas y los efectos de contaminación que pudieran derivarse de las mis- mas. /4/ A continuación, se formulan las consultas utilizadas para realizar el procesamiento analítico de los datos de las principales fuentes contami- nantes de la bahía santiaguera: 1. ¿Cuáles son las fuentes de mayor carga con- taminante descargada a la bahía? 2. ¿Cómo se clasificarían las aguas residuales según los valores de la relación DBO5/DQO? 3. ¿Se corresponde el tipo de tratamiento de las aguas residuales con la naturaleza de las mis- mas? 4. ¿Cómo se clasificarían las aguas residuales de acuerdo con su agresividad referida al pH? 5. ¿Se utilizan en las fuentes contaminantes con- sideradas los Sistemas de Gestión Ambiental (SGA) para la mitigación de la contaminación de la bahía? Algunas de las fuentes terrestres puntuales 1. Fábrica de Productos Químicos La Cubana 2. Fábrica de Cervezas Hatuey 3. Empresa de Cereales Santiago 4. Fábrica de Aceites 5. Refinería "Hermanos Díaz" 7. Fábrica de Cemento "José Mercerón" 8. Termoeléctrica "Renté" 9. Asentamiento Santiago de Cuba 10. Fábrica de Asbesto-Cemento Resultados y discusión Los resultados obtenidos sobre las respuestas a las consultas formuladas se analizan a continuación: Con respecto a la Consulta No. 1, se procesa- ron los datos de cargas contaminantes, referidas a DBO5 en los años 1999, 2000, 2001, 2002 y 2003, estimándose los porcentajes de contribución a la carga contaminante total de cada fuente, lo que permitió conocer cuáles serían las fuentes más relevantes, organizándose luego en orden jerár- quico las fuentes en todo el período analizado. En los años de referencia, las cargas contami- nantes varían según el tipo de producción y el flujo de las aguas residuales descargadas, identificándo- se las fábricas y organismos de mayor incidencia. Hay nueve organismos que tienen fuentes que producen altas cargas contaminantes por el ver- timiento de sus aguas residuales a la bahía: MINAL, MINBAS, MICONS, MINSAP, MININT, MINAGRI, PODER POPULAR, MINIL Y MITRANS: De ellos, los que más influyeron, según se muestra en la tabla 1, son: el MINAL (44,8 %), PODER POPULAR (41,7 %) y el MINAGRI (8,8 %), siendo la Fábrica de Cervezas “Hatuey” (41,55 %), el Asentamiento Santiago (40 %) y el Genético Porcino (8,81 %), respectivamente, las fuentes contaminantes de mayor contribución. Organismo % del organismo Fuente relevante % de la fuente MINAL 44,8 Cervecería Hatuey 41,55 Poder Popular 41,7 Asentamiento Santiago 40 MINAGRI 8,8 Genético Porcino 8,81 Tabla 1 Aportes totales de carga contaminante referida a DBO5 (Consulta No. 1) TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 200742 En el período de los años 1999 hasta el 2001, los niveles de contaminación más elevados le correspondieron a la Cervecería Hatuey, varian- do la carga contaminante de 8164 a 8 764 tonela- das/año, lo que indica la pobre efectividad de las acciones de mitigación de la contaminación que se están utilizando. A partir del año 2002, disminuye la carga contaminante, debido a la reducción de la produc- ción de cervezas y a las alternativas empleadas en la producción de alcoholes y aguardiente para disminuir las descargas de aguas residuales. Por el contrario, en los años 2002 y 2003, el Asentamiento Santiago es el que aporta mayor carga contaminante, siendo su valor de 4 913 t/ año, lo que resulta peligroso por la alta carga microbiana de las aguas residuales domésticas, poniéndose de manifiesto la necesidad de darle tratamiento a dichas aguas. El Genético Porcino aporta la mayor carga contaminante referida a los compuestos de nitró- geno y fósforo, 108 y 52 toneladas/año, respecti- vamente en el año 1999, lo que pudiera contribuir al proceso de eutrofización del agua del cuerpo receptor. Con respecto a la Segunda Consulta, se puede señalar la gran variabilidad de los valores de la relación DBO5/DQO (0,04-0,75), reflejo de la diferente naturaleza de las aguas residuales gene- radas por las diferentes fuentes contaminantes consideradas. Las aguas residuales procedentes de Asbesto Cemento y de la fábrica de Cemento (0,04) son inorgánicas, lo que está en correspon- dencia con la naturaleza de las materias primas utilizadas en los procesos productivos de dichas entidades. Las aguas residuales de la Cervecería Hatuey (0,75) pueden considerarse de naturaleza orgánica, mientras que las aguas de la fábrica de Aceite (0,35) y de la Textilera (0,27) se conside- ran de naturaleza mixta, lo que puede explicarse a partir de la naturaleza de las diferentes materias primas y auxiliares utilizadas en los procesos productivos de dichos centros. Tabla 2 Resultados de la Consulta No. 2 Conocida la naturaleza contaminante de las aguas residuales de las fuentes consideradas an- teriormente, teniendo en cuenta la Consulta No. 3, se puede determinar cualitativamente cuáles se- rían los tipos de tratamientos más convenientes para la mitigación de la contaminación que provo- caría la descarga de dichas aguas residuales. Resulta evidente, que en el caso de las aguas residuales orgánicas, el tipo de tratamiento más adecuado que debería utilizarse es el microbioló- gico, que correspondería a la Cervecería Hatuey. Para el caso de Asbesto Cemento (en la actuali- dad se emplea solamente la sedimentación de sólidos suspendidos) y Cemento se requeriría de un tratamiento químico, mientras que para la Textilera (se utiliza la flotación por aire de los sólidos suspendidos y la cloración) y la Fábrica de Aceite convendría la utilización de otros trata- mientos combinados. Es necesario señalar que en los casos referi- dos, en algunos no se emplea ningún tipo de tratamiento (Cervecería Hatuey), mientras que en las otras fuentes los tratamientos utilizados no son los adecuados. La mayoría de las fuentes contaminantes de la bahía santiaguera cuentan con tratamiento físico-mecánico, utilizado para la separación de impurezas de bajo grado de disper- sión y cinéticamente inestables, necesitándose para la separación de las impurezas en estado de dispersión coloidal y de disolución verdadera, poseedoras de un elevado grado de dispersión y cinéticamente muy estables, la utilización de tra- Nombre de la fuente Organismo DBO5/DQO Naturaleza del residual Fábrica de Aceite MINAL 0,35 Mixta Fábrica de Cerveza MINAL 0,75 Orgánica Fábrica de Cemento MINBAS 0,4 Mixta Combinado Textil MINIL 0,27 MixtaTECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 2007 43 tamientos físico–químicos, químicos o microbiológicos. La mayor parte de las aguas residuales de las fuentes consideradas, según los resultados de la Consulta No. 4, de acuerdo con los valores de su pH (6,36-8,19), pueden considerarse de baja agre- sividad; constituyendo una excepción por su ele- vada basicidad (pH = 12,00), la corriente de aguas residuales de la Fábrica de Asbesto Cemento, requiriéndose por su agresividad la neutralización previa a su descarga, pues de lo contrario pudiera provocar alteraciones apreciables del equilibrio ácido-base del agua del cuerpo receptor, con las consiguientes afectaciones de la solubilidad de muchas sustancias disueltas y a la actividad metabólica de muchos microorganismos. Tabla 3 Resultados de la Consulta No. 4 Agresividad de las aguas de las fuentes contaminantes en cuanto al pH Fuente pH Agresividad Fábrica de Cemento 8,19 Poco agresiva Fábrica de Cerveza Hatuey 6,4 Poco agresiva Fábrica de Asbesto Cemento 12,0 Muy agresiva Fábrica de Aceite 6,45 Poco agresiva Combinado Textil 7,46 No agresiva Dada la situación existente con la gran canti- dad de fuentes contaminantes de la bahía santiaguera, y la pobre utilización de tratamientos de las aguas residuales generadas, resulta conve- niente la utilización del Sistema de Gestión Am- biental (SGA), como herramienta efectiva para la planificación, implementación y evaluación de la política ambiental trazada por el país para la protección y conservación de las bahías cubanas. En este sentido, hay que señalar de acuerdo con la Consulta No. 5, que sólo el 22 % de las fuentes contaminantes consideradas, disponen de tan importante instrumento de gestión, lo cual resulta una debilidad que influye apreciablemente en el nivel de contaminación de la bahía; resultan- do necesario la elaboración y puesta en práctica de este instrumento en el resto de las empresas consideradas fuentes contaminantes de la bahía. Por consiguiente, se hace necesario y urgente poner en práctica acciones concertadas para pre- venir, reducir y controlar la contaminación marina de la bahía, causada principalmente por la descar- ga de fuentes contaminantes terrestres, basadas en una estrategia proactiva y no de reacción. /6/ Conclusiones 1. Se pudo comprobar que en el período 1999- 2001, la Cervecería Hatuey resultó la fuente terrestre de mayor carga contaminante de la bahía, mientras que en el período 2002-2003, la de mayor aporte fue el Asentamiento Santiago. 2. Entre los organismos de la Administración Cen- tral del Estado que más contribuyen a la conta- minación de la bahía se encuentran los siguien- tes: MINAL, PP, y el MINAGRI. 3. El Centro Genético Porcino es el mayor aportador de carga contaminante, referida a compuestos de nitrógeno y fósforo, favoreciendo la eutrofización del agua del cuerpo receptor. 4. Mediante el análisis de los valores de la rela- ción DBO5/DQO se pudo apreciar la variabili- dad de la naturaleza de los contaminantes pre- sentes en las aguas residuales descargadas, predominando la combinación de contaminan- tes orgánicos e inorgánicos. 5. Solamente se le da tratamiento a las aguas residuales del 50 % de las fuentes consideradas, predominando el tratamiento físico mecánico, no existiendo en los casos que se aplican tratamien- tos una adecuada correspondencia con la natura- leza de los contaminantes presentes. 6. De acuerdo con los valores del pH de las aguas residuales de las fuentes consideradas, pueden ser consideradas poca agresivas, excepto la corriente de aguas residuales procedente de la fábrica de Asbesto Cemento, de un carácter fuertemente básico. TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVII, No. 3, 200744 7. Resulta una debilidad apreciable la poca exis- tencia y utilización del SGA en la mayoría de las empresas consideradas como principales fuen- tes contaminantes terrestres de la bahía. Bibliografía 1. Milanés Batista, C., Análisis de fuentes contami- nantes en la bahía de Santiago de Cuba, Centro de Ingeniería del Transporte del Oriente, mayo de 2003. 2. Pérez Puig, V., Información sobre valoración am- biental del dragado en áreas del puerto de Santiago, GEOCUBA, Santiago de Cuba, 2001. 3. Salvuchi Salgado, J. G., Actividades degradantes y controles para su prevención: La contaminación marino costera, en:http://www.fudena.org/congre- so98/index.html. 4. PNUMA, Perspectiva regional sobre las fuentes de contaminación de origen terrestre en la región del Gran Caribe, Informe técnico del PAC No. 33, Pro- grama Ambiental del Caribe del PNUMA, Kingston, Jamaica, 1994. 5. Sistema de información geográfica para el análisis ambiental, en: http://www.mappinginteractivo.com/ prin-este.asp. 6. Aguilar Reyna, A. A., Análisis de alternativas para reducir la carga contaminante generada en la co- lumna de aguardiente de la Destilería Hatuey, Tra- bajo de Diploma, Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Curso (2000-2001). 7. Clapé Laffita, A., Uso del ácido clorhídrico para la neutralización de las aguas residuales de la fábrica de Asbesto Cemento de Santiago de Cuba, Trabajo de Diploma, Facultad de Ingeniería Química, Uni- versidad de Oriente, Curso (1998-1999). 8. Sanz Amador, E. A., Análisis de la contaminación marina de la bahía santiaguera por fuentes terrestres puntuales mediante el empleo preliminar del MapInfo, Trabajo de Diploma, Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Curso (2004-2005).
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