diseÑo y construcciÓn de un sistema de depuraciÓn

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XXV Congreso Nacional del AGUA. Paraná, Entre Ríos. 15 al 19 de Junio de 2015. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DE UNA QUESERÍA FAMILIAR EN GENERAL RODRIGUEZ Joaquín Córdoba 1 , Alfonso Ottaviano 2 , Alejandro Mariñelarena 3,4 , Hugo Di Giorgi 3,4 1 IPAF Región Pampeana - PN AGUA INTA. Calle 403 s/n entre Camino Centenario y Calle 6. Villa Elisa, La Plata. Teléfono: 54 0221 4871079. mail: [email protected]. 2 AER Moreno INTA. General Hornos 5083, Moreno. 3 CIC Pcia Bs As. 4 ILPLA (UNLP-CONICET). Boulevard 120 y 62, La Plata. RESUMEN Los estudios sobre acceso al agua y saneamiento en establecimientos productivos familiares requieren un abordaje integral ya que confluyen en un mismo y reducido espacio las actividades domésticas y productivas. En general existe una única perforación para los distintos usos dentro del predio, y las aguas residuales de la producción e incluso las de la casa, no siempre son percibidas como posibles fuentes de contaminación del agua subterránea captada. En el caso presentado se trabajó junto a productores tamberos periurbanos de General Rodríguez (Buenos Aires). Diariamente ordeñan entre 4 y 7 vacas y elaboran derivados lácteos en una sala acondicionada para tal fin. Las aguas residuales de limpieza de recipientes y pisos de la sala se colectan en una cámara exterior, para luego verterse en un jardín aledaño. Las muestras tomadas en la cámara, a profundidad media, presentaron las siguientes características: DQO: 1377 mg/l, DBO: 507 mg/l y NTK: 29,1 mgN/l. A partir de estos valores se diseñó un sistema de depuración para un caudal medio de 100 L/d. Se acondicionó la cámara pre existente para retener los flotantes y que funcione como desengrasador. A continuación se ubicó una cámara de cemento pre-moldeado de 240 L de volumen útil y por último, como tratamiento secundario, un humedal sub-superficial de flujo vertical ascendente de 1.3 m 2 y volumen útil de 270 L sembrado con Equisetum sp. El sistema comenzó a utilizarse en Agosto de 2014. En Noviembre de 2014 se tomaron muestras a la entrada y salida del humedal. Las eficiencias de remoción medidas fueron: 79% para DQO, 56% para DBO 5 , 47% para NTK y 2.9% para PT. Si bien luego de 3 meses de funcionamiento los valores de DBO 5 y PT superan los establecidos por la ADA para vuelco, se espera que una vez entrado en régimen el sistema pueda eliminar la carga orgánica. Para la eliminación de fósforo, se plantea, como segunda etapa, la infiltración del efluente y su aprovechamiento para el cultivo de mimbre. La instalación de este sistema se realizó durante una jornada de capacitación, de modo participativo con productores de la zona y otros referentes institucionales. Palabras claves: Agricultura familiar, saneamiento, humedal construido, quesería.

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Page 1: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE DEPURACIÓN

XXV Congreso Nacional del AGUA. Paraná, Entre Ríos. 15 al 19 de Junio de 2015.

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DE UNA QUESERÍA FAMILIAR EN GENERAL RODRIGUEZ

Joaquín Córdoba1, Alfonso Ottaviano2, Alejandro Mariñelarena3,4, Hugo Di Giorgi3,4

1IPAF Región Pampeana - PN AGUA – INTA. Calle 403 s/n entre Camino Centenario y Calle 6. Villa Elisa, La

Plata. Teléfono: 54 0221 4871079. mail: [email protected]. 2AER Moreno – INTA. General Hornos

5083, Moreno. 3 CIC Pcia Bs As.

4 ILPLA (UNLP-CONICET). Boulevard 120 y 62, La Plata.

RESUMEN

Los estudios sobre acceso al agua y saneamiento en establecimientos productivos familiares

requieren un abordaje integral ya que confluyen en un mismo y reducido espacio las actividades

domésticas y productivas. En general existe una única perforación para los distintos usos dentro del

predio, y las aguas residuales de la producción e incluso las de la casa, no siempre son percibidas

como posibles fuentes de contaminación del agua subterránea captada. En el caso presentado se

trabajó junto a productores tamberos periurbanos de General Rodríguez (Buenos Aires).

Diariamente ordeñan entre 4 y 7 vacas y elaboran derivados lácteos en una sala acondicionada para

tal fin. Las aguas residuales de limpieza de recipientes y pisos de la sala se colectan en una cámara

exterior, para luego verterse en un jardín aledaño. Las muestras tomadas en la cámara, a

profundidad media, presentaron las siguientes características: DQO: 1377 mg/l, DBO: 507 mg/l y

NTK: 29,1 mgN/l. A partir de estos valores se diseñó un sistema de depuración para un caudal

medio de 100 L/d. Se acondicionó la cámara pre existente para retener los flotantes y que funcione

como desengrasador. A continuación se ubicó una cámara de cemento pre-moldeado de 240 L de

volumen útil y por último, como tratamiento secundario, un humedal sub-superficial de flujo

vertical ascendente de 1.3 m2 y volumen útil de 270 L sembrado con Equisetum sp. El sistema

comenzó a utilizarse en Agosto de 2014. En Noviembre de 2014 se tomaron muestras a la entrada y

salida del humedal. Las eficiencias de remoción medidas fueron: 79% para DQO, 56% para DBO5,

47% para NTK y 2.9% para PT. Si bien luego de 3 meses de funcionamiento los valores de DBO5 y

PT superan los establecidos por la ADA para vuelco, se espera que una vez entrado en régimen el

sistema pueda eliminar la carga orgánica. Para la eliminación de fósforo, se plantea, como segunda

etapa, la infiltración del efluente y su aprovechamiento para el cultivo de mimbre. La instalación de

este sistema se realizó durante una jornada de capacitación, de modo participativo con productores

de la zona y otros referentes institucionales.

Palabras claves: Agricultura familiar, saneamiento, humedal construido, quesería.

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XXV Congreso Nacional del AGUA. Paraná, Entre Ríos. 15 al 19 de Junio de 2015.

INTRODUCCION

El Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar Región

Pampeana (IPAF RP) desarrolla una línea de investigación-acción referida al acceso a agua y

saneamiento en producciones pecuarias familiares de la región. El presente trabajo es parte de un

proceso más amplio iniciado con productores tamberos familiares de la cuenca del Abasto Sur, en

los partidos de General Rodríguez, San Vicente y Punta Indio.

Según Marino et al. (2011), los tambos pequeños son establecimientos cuya actividad principal es el

tambo. Disponen de alguna instalación de ordeñe y su actividad está sustentada en el trabajo del

productor y su familia. Uno de los criterios empleados para clasificar los tambos es el número de

vacas totales (VT), que se consideran pequeños cuando tienen menos de 100 cabezas. Dentro de

este grupo los autores denominan “microtambos” a aquellos por debajo de 20 VT. Los datos del

último Censo Nacional Agropecuario (2002), indican que en la cuenca lechera del Abasto Sur, la

importancia relativa de los tambos pequeños (medida como número de establecimientos) es

superior al 50% (Marino, et al; 2011).

Este sector está dedicado en su mayoría a la producción y venta de masa para mozzarella y/o quesos

artesanales. Es heterogéneo en cuanto a características socio-productivas, encontrando empleados

rurales que ordeñan un reducido número de vacas hasta casos de tamberos arrendatarios y/o

propietarios. Entre estos últimos, el ordeñe es mecánico, aunque con serias deficiencias de

infraestructura respecto a la reglamentación vigente, como la precariedad de condiciones en la

rutina de ordeñe, en la elaboración y/o conservación de la masa o queso y en la infraestructura de

captación, conducción, almacenamiento de agua y sistemas de saneamiento (Córdoba, et al; 2014,

Moreyra, et al; 2012a).

Los estudios sobre acceso al agua y saneamiento requieren un abordaje integral ya que en éstos

establecimientos familiares confluyen en un mismo espacio actividades domésticas y productivas.

En general existe una única perforación de captación para los distintos usos dentro del predio, y las

aguas residuales de la producción e incluso las domésticas, no siempre son percibidas como

posibles fuentes de contaminación del agua subterránea explotada. La mala concepción de los

sistemas de saneamiento comúnmente empleados en zonas rurales, como pozos absorbentes

construidos a distancia y/o profundidad inadecuadas (muchas veces en contacto con el nivel

freático) así como la ausencia de cámaras sépticas, trae aparejado el deterioro de la calidad del agua

subterránea. Las aguas residuales de la producción son en general conducidas a cavas que no fueron

diseñadas para tal fin, sino que resultan del movimiento de tierra para la construcción de las

instalaciones de ordeñe. Carecen de impermeabilización y de taludes inclinados o bordos que eviten

la erosión provocada por el aporte de agua de escorrentía, constituyendo así focos de contaminación

del agua subterránea (Córdoba, et al; 2014, Moreyra, et al; 2012b). Por todo ello, es necesario

proponer sistemas de depuración alternativos que sean versátiles y accesibles para el sector, que

signifiquen un aporte a la mejora de la calidad de vida de los pobladores y la sanidad de los

productos elaborados.

En los últimos años, los humedales construidos (también llamados biofiltros o bioceldas) se han

convertido, a escala mundial, en una alternativa a los sistemas convencionales de depuración de

aguas residuales de diversos tipos (Vymazal; 2010). Como otros sistemas naturales de saneamiento,

los humedales construidos realizan la depuración por procesos físicos, químicos y biológicos bajo

condiciones definidas donde se desarrollan comunidades de plantas y microorganismos. Existen

diversas variantes pero los más utilizados para tratamiento de aguas residuales a pequeña escala son

los humedales de flujo sub-superficial (HFSS). Consisten de una cava impermeabilizada, llena de

un material poroso (grava, piedra, arena gruesa) y sembrada con vegetación acuática. Se los elige

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por su mayor eficiencia, menor necesidad de espacio y el aislamiento entre la superficie de los

líquidos y la atmósfera, lo que evita la generación de olores y mosquitos, y la posibilidad del

contacto directo con los pobladores. Las plantas que se siembran son especies palustres, como

totoras, juncos o carrizos, adaptadas a vivir en suelos inundados. Estas plantas tienen la capacidad

de liberar oxigeno desde sus raíces, generado microambientes con potencial redox positivos donde

prosperan comunidades aeróbicas, mientras que en las partes más profundas de la celda el ambiente

es reductor y se desarrollan organismos con metabolismo anaeróbico y facultativo (Kadlec y

Wallace; 2009).

Una variante poco estudiada de los sistemas de flujo sub superficial son los Humedales de Flujo

Vertical Ascendente (HSS FVA). Existen antecedentes locales del uso de esta tecnología para la

depuración de aguas residuales de una escuela rural de Hudson, Partido de Berazategui (Di Giorgi

et al., 2012), diseñado a partir de ensayos a escala de mesocosmos (Di Giorgi et al., 2009). Chang et

al. (2010) utilizaron la modalidad ascendente en un humedal a escala experimental para evitar el

clogging y el encharcamiento, que son las principales desventajas de los sistemas de flujo sub

superficial horizontal.

En el caso de la quesería de la granja familiar Italó, ubicada en el periurbano de General Rodríguez,

las aguas de limpieza de utensilios y piso de la sala de elaboración eran colectadas en una cámara

exterior, para luego ser vertidas en un jardín aledaño. El sector de vuelco permanecía anegado en

épocas de alta precipitación o baja temperatura, además de percibirse olores desagradables en el

entorno próximo. La Ley 5.965 de la provincia de Buenos Aires prohíbe el envío de efluentes

residuales sin previo tratamiento de depuración a toda fuente, curso o cuerpo receptor de agua, que

signifique una degradación o desmedro de las aguas de la Provincia.

Los sistemas de depuración de aguas residuales pecuarias de la Provincia de Buenos Aires deben

ajustarse a los lineamientos de la resolución Nº 336/03 de la Autoridad del Agua, que establece los

parámetros de calidad y límites admisibles de descarga de efluentes industriales a distintos cuerpos

receptores.

OBJETIVOS

El objetivo de este trabajo es describir el proceso de diseño y construcción de un sistema de

depuración para las aguas residuales de una quesería familiar y presentar los primeros resultados de

las eficiencias de remoción de contaminantes.

MATERIALES Y MÉTODOS

El abordaje metodológico de la línea de investigación-acción en agua y saneamiento, incluye

principalmente la construcción colectiva de conocimientos en base a problemas identificados por

los propios productores. En éste caso, el problema inicial planteado por los productores a los

técnicos e investigadores, fue el de la calidad del agua de consumo y para la producción. Así se

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comenzó a trabajar en conjunto; se tomaron muestras de agua para su análisis y se relevó la

infraestructura de captación, almacenamiento y conducción del agua y de disposición de las aguas

residuales. A partir de estos resultados se vio la necesidad de proponer y validar alternativas de

depuración apropiadas a las necesidades del sector, incluyendo sucesivos encuentros para

problematizar y en muchos casos visibilizar la importancia de depurar las aguas residuales para

proteger las fuentes de agua de consumo y mejorar la calidad de las mismas y del hábitat.

Caracterización de las aguas residuales

Se realizó una toma de muestra en la cámara que colecta las aguas residuales, a profundidad media,

evitando el ingreso de sedimentos y flotantes. La muestra se conservó refrigerada y se envió al

Laboratorio de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La

Plata (UNLP). Los parámetros analizados fueron pH, Demanda Química de Oxígeno (DQO),

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) y Conductividad

Eléctrica (CE).

Los caudales diarios se estimaron a partir del consumo de agua informado por los productores. Se

contempló además el aumento de producción previsto por los productores.

Discusión de alternativas de depuración

A partir del resultado de la caracterización de las aguas residuales, el equipo de investigadores

elaboró una propuesta de sistema de tratamiento. La misma fue evaluada y reformulada con los

productores, contemplando la factibilidad de la obra y los recursos disponibles localmente. Se

consultó a los corralones cercanos para presupuestar los materiales de construcción.

Relevamiento del sitio

Se midieron las distancias entre el sitio donde se generan las aguas residuales, el pozo de captación

y los posibles puntos de vuelco. También se midieron los niveles del terreno en los puntos

mencionados.

Diseño del sistema de depuración

Una de las premisas para el diseño del sistema fue aprovechar las instalaciones existentes y emplear

materiales de fácil acceso en la zona.

Para el diseño de la etapa de pre-tratamiento se aprovechó una cámara exterior de mampostería

existente, modificando las estructuras de salida con el objeto de retener el material flotante.

La etapa de tratamiento primario (cámara séptica) se dimensionó contemplando un tiempo de

residencia hidráulico (TRH) mínimo de 1 día para garantizar la sedimentación de los sólidos y la

separación por flotación de las grasas y otros materiales (Metcalf y Eddy, 1996).

El tiempo de residencia hidráulico (días) se calcula dividiendo el volumen de la cámara expresado

en m3 (V) por el caudal diario expresado en m

3/d (Q)

𝑇𝑅𝐻 =𝑉

𝑄

Esta etapa tiene como objetivo remover la materia orgánica suspendida. En dicha cámara ocurren

los fenómenos de separación física de sólidos por floculación - sedimentación y flotación, así como

la digestión de la materia orgánica por acción de los microorganismos anaeróbicos.

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Para el diseño de la etapa de tratamiento secundario (humedal construido) se realizaron

aproximaciones mediante modelos empíricos para Humedales sub superficial de Flujo Horizontal

(HSS FH), ya que no existen modelos para el diseño de Humedales sub superficiales de Flujo

Vertical Ascendente (HSS FVA).

García y Corzo (2008) emplean un modelo sin influencia de la temperatura para estimar el área de

tratamiento de un HSS FH:

𝑆 =𝑄

𝐾𝑎. ln

𝐶𝑜

𝐶1

Donde S es el área (m2), Q el caudal (m

3/d), Ka es una constante cinética de primer orden, para

eliminación de DBO los autores recomiendan un valor de 0.08 m/d, Co la concentración inicial del

contaminante y C1 la concentración final deseada (mg/l).

Para el diseño del HSS FVA se decidió adoptar el mismo TRH del HSS FH. Se procedió a calcular

el volumen del HSS FH a partir del valor del área de tratamiento, asignando una profundidad (h) de

0.4 m.

𝑉 = 𝑆/ℎ

Luego se calculó el TRH resultante. A partir del caudal diario (Q) y el TRH, se obtuvo el volumen

efectivo (Vef) del HSS FVA.

𝑉𝑒𝑓 = 𝑄. 𝑇𝑅𝐻

Para el cálculo volumen de la celda del HSS FVA, se empleó la siguiente expresión, asignando un

valor conservador de 0.4 a la porosidad efectiva (εef):

𝑉 = 𝑉𝑒𝑓/𝜀𝑒𝑓

El área de tratamiento (S) se obtuvo asignando al humedal una profundidad (h) de 1,0 m.

𝑆 = 𝑉/ℎ

Las eficiencias de remoción (ER) de los contaminantes fueron calculadas como el porcentaje de la

reducción en la concentración a la entrada y salida del humedal, mediante la siguiente expresión

𝐸𝑅 = (1 −𝐶𝑜

𝐶1) . 100

Donde ER es la eficiencia de remoción en %, Co es la concentración inicial del contaminante

(influente) en mg/l y C1 la concentración a la salida del humedal (efluente) en mg/l.

Capacitación y construcción participativa del sistema de depuración

El proceso concluyó con una jornada de construcción del humedal en la que participaron 20

personas, entre productores de la Asociación de Productores Familiares de la Cuenca del Río Luján

y de San Pedro, técnicos e investigadores del INTA, investigadores y docentes de la Universidad

Nacional de Luján y vecinos de Gral. Rodríguez. Actualmente se está haciendo un seguimiento de

la calidad del agua residual tratada.

La metodología fue de tipo taller semi-estructurado, con un primer momento expositivo, donde se

problematizó acerca de la necesidad de manejar las aguas residuales para evitar la contaminación de

las fuentes de abastecimiento de agua y se explicaron los fundamentos teóricos de las distintas

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etapas del sistema de depuración. Luego se procedió a la construcción del humedal, donde se fueron

generando espacios para discutir y repensar los conceptos antes abordados.

Monitoreo del humedal construido

El muestreo se realizará con una frecuencia trimensual, analizando la concentración de los

siguientes indicadores a la entrada y salida del humedal construido: DQO, DBO5, NTK, N-NH4 y

PT.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización de las aguas residuales

La elaboración de quesos y derivados se realiza a diario luego del ordeñe de mañana.

Ocasionalmente compran leche de otros tambos para aumentar la producción o fabrican cerveza

artesanal. El consumo medio diario de agua (Q nom.), estimado a partir de la capacidad del

termotanque fue de 0.05 m3. Como caudal máximo (Q máx.) se estimó el doble del caudal nominal.

El efluente se genera una vez al día tras la limpieza de recipientes (tina, moldes), utensilios, piso y

mesadas de la sala. Las corrientes del desagüe de la bacha y la cámara del piso confluyen en la

cámara exterior de mampostería.

Las características del agua residual tomada a profundidad media en la cámara de mampostería

(simulando el funcionamiento de la cámara desengrasadora) se resumen en la tabla 1.

Tabla 1. Características químicas del agua residual bruta

Determinación Resultado Unidad

pH 6.3 u de pH

DQO 1377 mg/l

DBO5 507 mg/l

NTK 29.1 mg/l

CE 1320 µS/cm

Discusión de alternativas de depuración

Los productores inicialmente pensaban construir un pozo absorbente para disponer las aguas

residuales, aunque conocían los “biofiltros” porque un vecino había construido uno para depurar las

“aguas grises” de su casa. Se discutió la necesidad de incluir una unidad de retención de grasas y

otra de digestión/homogenización dentro del esquema de depuración. Los productores se

involucraron con la propuesta, buscaron información por internet sobre tratamiento de efluentes

lácteos y realizaron consultas acerca de la carga orgánica y los tiempos de residencia

recomendados.

Relevamiento del sitio

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Se realizaron mediciones de nivel del terreno en el sitio cercano a la sala de elaboración (Figura 1).

La pendiente resultante entre el punto de descarga (cámara) y el canal de desagüe pluvial lindero al

predio fue del 4,5%. La distancia entre el sitio de emplazamiento del sistema de tratamiento y la

perforación de captación de agua fue de 22 metros.

Figura 1: Relevamiento y toma de niveles del sitio de emplazamiento del sistema de depuración

Diseño y construcción del sistema de depuración

Construcción de la trampa de grasa

Para el diseño de esta unidad se modificó la cámara de mampostería existente en el establecimiento,

de dimensiones 0,48 x 0,50 m. Se elevó el nivel del caño de salida hasta lograr una profundidad útil

de 20 cm y se le instaló una pieza T para que actúe como deflector y retenga los flotantes (Figura

2).

Figura 2: Detalle de la cámara desengrasadora

Instalación de la cámara séptica

Se empleó una cámara séptica comercial de cemento premoldeado, de 0.8 m de diámetro y 0.8 m de

alto. Para la cañería de entrada se utilizó caño de 4” y para la de salida de 2” y con una T para

retener flotantes (Figura 3 y 4). La profundidad del líquido quedó en 0,5 m, definiendo un volumen

útil de 0,24 m3

y un TRH de 4,8 d para el caudal nominal.

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Figura 3 y 4: Detalle de la cámara séptica.

La eficiencia de remoción de DBO estimada para esta unidad, a los fines de dimensionar las etapas

subsiguientes, fue del 60%.

Dimensionamiento del Humedal Sub Superficial de Flujo Vertical Ascendente

Para el diseño preliminar del humedal se realizaron aproximaciones mediante un modelo cinético de

primer orden para HSS FH (Tabla 2). Se asignó una concentración de DBO5 de entrada al humedal

de 200 mg/l, y a la celda una profundidad de 0.4 m.

Tabla 2. Valores calculados mediante el modelo propuesto por García y Corzo (2008) para un HSS FH

S TRH V Cs

m3/d m

2 d m

3 g DBO5/m

2.d

Q nom. 0,05 0,87 2,77 0,35 11,54

Q máx. 0,10 1,73 1,39 0,69 23,08

Q nom.= Caudal medio nominal, Q máx.= Caudal máximo, S= área del humedal, TRH= Tiempo de retención

hidráulico, V= volumen útil, Cs= carga orgánica superficial (gDBO5/m2.d

El TRH máximo medido fue de 2.77 días. A continuación se dimensionó la celda del HSS FVA

para obtener un THR igual a 2.77 días a caudal máximo. Di Giorgi et al (2012) recomiendan celdas

con profundidad igual o mayor a 1 m, pero en este caso nos vimos influenciados por el elevado

nivel de la napa freática (producto de un periodo de intensas lluvias), por lo que la profundidad de

diseño fue de 0.6 m (Tabla 3).

Tabla 3. Dimensiones calculadas para el HSS FVA

S 1,3 m2

V 0,78 m3

h 0.6 m

Vef 0,27 m3

εef 0.4 S= área del humedal, V= volumen de la celda, h= profundidad de la celda, V ef. Volúmen efectivo, εef=

porosidad efectiva.

.

Construcción del Humedal Sub Superficial de Flujo Vertical Ascendente

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El martes 27 de Mayo de 2014 se realizó una jornada de capacitación y construcción a la que

asistieron agricultores familiares de Gral. Rodríguez, Luján y San Pedro, técnicos del INTA y

docentes y estudiantes de la Universidad Nacional de Luján (Figuras 5 y 6).

Figuras 5 y 6: Taller de capacitación y construcción del sistema de depuración

Para la construcción del humedal, se acondicionó el pozo previamente excavado, removiendo las

raíces que pudieran dañar la membrana plástica utilizada para su impermeabilización. Como

protección previa se colocó una capa de silobolsa reciclada y sobre ella una capa doble de

polietileno negro de 200 µm de espesor. En el fondo se ubicó una capa de arena para evitar daños

por el peso de las piedras.

Este tipo de humedal tiene la particularidad de ser alimentado por un caño perforado ubicado en el

fondo, por donde el agua ingresa y asciende atravesando el relleno de piedra partida y raíces. Un

caño ranurado ubicado unos centímetros por debajo de la superficie del relleno permite la salida del

agua (Figuras 8 y 9).

Figura 8 y 9: Construcción de la celda del HSS FVA

En una segunda instancia, luego de finalizar la instalación de la cámara séptica y la construcción de

la cámara de toma de muestras, los productores plantaron Equisetum sp en el humedal (Figuras 10 y

11).

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Figura 10 y 11: Trasplante de Equisetum sp y cobertura del humedal luego de 3 meses de funcionamiento.

En la figura 12 se representan las etapas del sistema de depuración, elaborados por uno de los

asistentes a la jornada de capacitación y construcción.

Figura 12: Esquema del sistema de depuración elaborado por los asistentes a la jornada de capacitación

Eficiencias de remoción y características del sistema de depuración.

Las eficiencias de remoción del HSS FVA calculadas a partir de un muestreo puntual en Noviembre

de 2014 se resumen en la tabla 5.

Tabla 5. Eficiencia de remoción del HSS FVA.

Parámetros Entrada

Humedal

Salida

Humedal

%

remoción

Res. ADA

336/03

DQO (mg/l) 547,0 112,0 79.5 ≤250,0

DBO5 (mg/l) 204,0 88,0 56.9 ≤50,0

NTK (mg N/l) 34,0 18,0 47.1 ≤35,0

N-NH4 (mg N/l) 16,0 14,0 12.5 ≤25,0

PT (mg P/l) 4,84 4,70 2.9 ≤1,0

Si bien luego de 3 meses de funcionamiento los valores de DBO5 y PT superan los establecidos por

la legislación para vuelco en cuerpo de agua superficial, se espera que una vez entrado en régimen

el sistema pueda eliminar la carga orgánica. Para la eliminación de fósforo, se plantea, como

segunda etapa, la infiltración del efluente y su aprovechamiento para el cultivo de mimbre.

La tabla 5 resume los parámetros hidráulicos de las etapas de tratamiento bajo las distintas

condiciones de flujo diario, a caudal nominal y máximo.

Page 11: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE DEPURACIÓN

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Tabla 6. Tiempos de residencia de las etapas de tratamiento y carga orgánica superficial del HSS FVA

Caudales m3/d TRH (d) HSS FVA

CD CS HSS FVA TOTAL Cs

gDBO/m2.d

Q nom. 0,05 0,96 4,8 5,5 11,2 7,69

Q máx. 0,10 0,48 2,4 2,7 5,6 15,38

Q nom.: Caudal medio nominal, Q máx.= Caudal máximo, CD=cámara desengrasadora,

CS=cámara séptica, HSS FVA=Humedal SubSuperficial de Flujo Vertical Ascendente, Cs= Carga

orgánica Superficial.

El acondicionamiento de la cámara preexistente como desengrasadora no permitió variar sus

dimensiones, resultando en una profundidad útil de 0.2 m. Morin et al. (2008) diseñaron una trampa

de grasas de 1.5 m de altura para tratar aguas de limpieza de la sala de leche en un tambo en

Canadá. Pese a la reducida profundidad, el tiempo de residencia logrado (11 a 23 hs, para caudal

nominal y máximo, respectivamente) fue mayor a 2 hs, tiempo recomendado para garantizar la

sedimentación y solidificación de las grasas (Metcalf y Eddy, 1996). Se deberá monitorear su

funcionamiento en condiciones de caudal punta, donde por la turbulencia parte de los flotantes y

sedimento pueden pasar a la cámara séptica.

El tiempo de residencia en la cámara séptica en condiciones de flujo nominal, fue superior a los 3

días propuestos por García y Corzo (2008) para caudales nominales inferiores a 10 m3/d, mientras

que a caudal máximo fue levemente inferior.

El humedal fue diseñado para lograr un tiempo de residencia de 2,7 días a caudal máximo, siendo

este el doble a caudal nominal. La carga orgánica superficial estimada para condiciones normales

fue cercana a los 8 g DBO5/m2.d, duplicando su valor a caudal máximo. Dichas cargas son menores

a las evaluadas por Di Giorgi, et al (2012), para aguas residuales domésticas, donde la carga

superficial media fue de 32,2 g DBO5/m2.día.

Una de las “reglas de oro” empleadas para el diseño de HSS FH recomienda cargas orgánicas

superficiales entre 6 y 7,5 g DBO/m2.d (Rousseau et. al, 2004). Sin embargo los HSS FV difieren

de los HSS FH en el mayor volumen y tiempo de residencia en condiciones anaeróbicas, ya que las

celdas son más profundas. Por ende la proporción de zonas bajo influencia de las raíces

(condiciones más aeróbicas) y la zona profunda (anaeróbica) difieren entre estas modalidades de

humedales, por lo que las “reglas de oro” para HSS FH no serían aplicables a los sistemas de flujo

vertical.

CONCLUSIONES

Durante el proceso de diseño del sistema de depuración se lograron acuerdos entre el equipo de

investigadores y los productores, gracias a la generación de espacios de diálogo y al conocimiento

previo por parte de los productores de la tecnología de humedales construidos.

Los productores manifestaron estar satisfechos con el sistema. Resaltan la ausencia de olores

desagradables y el buen funcionamiento del sistema en eventos de lluvia intensa, donde el sector de

emplazamiento se vio inundado.

Page 12: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE DEPURACIÓN

XXV Congreso Nacional del AGUA. Paraná, Entre Ríos. 15 al 19 de Junio de 2015.

La construcción participativa permitió generar espacios para problematizar acerca de la importancia

de la depuración de residuos y difundir este tipo de tecnologías en el área de influencia de los

participantes.

Los resultados presentados si bien parciales, representan un avance en la validación de los

Humedales Subsuperficiales de Flujo Vertical Ascendente para la depuración de aguas residuales de

industrias de baja escala.

Abordar la problemática de la calidad del agua de modo integral permitió poner en evidencia la

necesidad de considerar a la disposición de las aguas residuales como parte de los sistemas de

producción y la necesidad de su depuración para la protección de las fuentes de agua de consumo.

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