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AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS TRATADAS CON REACTORES ANAERÓBICOS Y FILTROS DE GRAVA COMO RECURSO PARA SER USADAS EN AGRICULTURA
(Inv. y Des., 2019) Echeverría, Ivette; Machicado, Laura; Saavedra, Oliver; Escalera, Ramiro; Heredia, Gustavo; Montoya, Renato
Debido a la limitada disponibilidad de agua limpia, las aguas residuales tratadas son un importante recurso para reducir la demanda de agua. En Bolivia, una de las prácticas más comunes es el uso de aguas residuales en el riego de cultivos. Las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) deben adecuar sus procesos para que sus efluentes sean seguros para riego y para el medioambiente. La ciudad intermedia de Tolata, ubicada a 2720 metros sobre el nivel del mar, opera una PTAR con un pre-tratamiento para la remoción de sólidos seguido de Reactores Anaeróbicos Compartimentados (RAC) y una serie de filtros de grava horizontal y vertical. El objetivo de este estudio es evaluar su eficiencia y determinar el potencial del efluente tratado para el riego de cultivos. Para determinar los parámetros de calidad del agua, se llevaron a cabo una serie de campañas de monitoreo desde Agosto hasta Diciembre de 2018. Se encontraron concentraciones en el afluente de la PTAR de 396 ± 289 mg-DBO5/l, 795 ± 262 mg-DQO/l, 361 ± 113 mg-SST/l, 66.0 ± 38.9 mg-N-NH3/l, 11.8 ± 2.2 mg-P/l y 2.73 ± 1.13 m-S/cm de CE. Las concentraciones halladas en el efluente en promedio son: 18 ± 12 mg-DBO5/l, 95 ± 61 mg-DQO/l, 18 ± 10 mg-SST/l, 41.7±26.5 mg-N-NH3/l, 8.3 ± 2.2 mg-P/l y 2.35 ± 0.75 mS/cm de CE. La eficiencia global de la PTAR obtenida fue: 95 % of DBO5, 88% de DQO total, 95 % de SST, 37% de N-NH3, y 30% para P. De acuerdo con estos resultados, es recomendable usar el agua tratada solo en el riego de cultivos de tallo alto, pasto y forraje que no son para consumo humano directo y que tengan moderada tolerancia a la salinidad para reducir riesgos asociados con la salud a la población. Para utilizar el efluente tratado en verduras y otros productos que se comen crudos, esta PTAR necesita implementar un proceso de desinfección.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO PARA LA REMOCIÓN DE ARSÉNICO DEL AGUA DE CONSUMO EN EL ALTIPLANO Y VALLES DE BOLIVIA
(Inv. y Des., 2020) Escalera, Ramiro; Ormachea, Omar; Ormachea, Mauricio; García, José Luis; Suso, Jesús; García, María Eugenia; Pérez, Fernando; Hornero, Jorge; Fernandez, Oscar; Zelaya, Ana; Huallpara, Lizángela
La presencia de elevadas concentraciones de arsénico encontradas en el agua de consumo de dos sitios geográficamente distantes en Bolivia, ha requerido el diseño, la construcción y la implementación de un sistema de remoción de arsénico para así obtener agua más segura para su consumo. Uno de los sitios se encuentra en una unidad educativa de la zona periurbana de la ciudad de Cochabamba y el otro en una escuela rural en la población de Quillacas en el departamento de Oruro dentro del área del Altiplano boliviano. El sistema consta de dos procesos de remoción de arsénico que funcionan en serie: i) el proceso RAOS que requiere una etapa de aireación y dosificación con sulfato ferroso y citrato de sodio automáticamente controlado con el flujo de agua, 6 fotoreactores provistos de tubos de acrílico de alta transmitancia emplazados en colectores solares tipo Fresnel (con capacidad colectora equivalente a 17,5 soles) y ii) el proceso IHE-ADART que utiliza filtros de arena recubierta con óxido de hierro, IOCS, seguidos de una microfiltración con filtros de polipropileno de 5 y 1 micras dispuestos en serie. El sistema es capaz de remover el arsénico total (particulado y disuelto) hasta concentraciones menores a lo requerido por la guía de la Organización Mundial para la Salud (OMS) y la norma boliviana para agua potable (NB 512) (10 μg/l) en ambas unidades educativas, aun cuando las características hidroquímicas de las aguas tratadas fueron sustancialmente diferentes. Las características del agua de pozo en Cochabamba, favorecen la remoción de arsénico hasta en un 75% por ambos procesos, especialmente el pH, el potencial óxido-reducción y las bajas concentraciones de aniones competidores (cloruros, sulfatos y nitratos) por los sitios de adsorción que están sobre la superficie de los microflóculos de hidróxido férrico o de la capa de óxido férrico que recubre la arena de los filtros IOCS. Por otra parte, las elevadas concentraciones de cloruros, boratos y sulfatos presentes en el agua de pozo que usa la unidad educativa de Quillacas y su alta salinidad no afectan significativamente a la capacidad de adsorción de la arena IOCS, permitiendo elevadas eficiencias de remoción de arsénico (mayores al 90%). En conclusión, el sistema es adecuado, desde el punto de vista técnico para la remoción de arsénico natural presente en aguas subterráneas del valle bajo de Cochabamba y de la zona sur colindante con el lago Poopó en el altiplano boliviano.
DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTACTOR BIOLÓGICO ROTATORIO (CBR) PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES A ESCALA PILOTO
(Inv. y Des., 2020) Echeverría, Ivette; Saavedra, Oliver; Escalera, Ramiro; Heredia, Gustavo; Montoya, Renato
En este estudio se diseñó, implementó y evaluó el desempeño de una planta piloto de tratamiento de aguas residuales domésticas, basada en contactores biológicos rotatorios (CBR). La demanda de fuentes de agua en zonas semi- áridas ocasiona que se reutilicen aguas residuales en agricultura, aunque no tengan ningún grado de tratamiento. Los CBR son sistemas de tratamiento aerobio llevado a cabo por microorganismos adheridos sobre discos que rotan lentamente a través de un flujo de agua residual. Entre las ventajas del sistema se puede mencionar, los niveles potencialmente altos de eficiencia, que ocupan poco espacio y se pueden ampliar modularmente; sin embargo, son sistemas costosos de implementar, debido a que se requiere de la importación de los discos. En este estudio se escogió el poliestireno por su disponibilidad local y se verificó que es un medio de adherencia adecuado para los microorganismos. Las eficiencias máximas alcanzadas por el CBR una vez concluido el periodo de aclimatación fueron: 81%, 75% y 85% para la remoción de DQO total, DQO soluble y SST. La eficiencia global del sistema constituido por un sedimentador primario, un CBR de 3 etapas y un sedimentador secundario, alcanzó niveles de 68-79% para DQO total, 68-77% de DQO soluble y 81-99% de SST. Los niveles de tratamiento alcanzan valores dentro de los límites establecidos en la legislación boliviana para descarga de aguas residuales, por lo que es recomendable su escalamiento en condiciones climáticas similares a las del estudio.
EVALUACION DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES BASADA EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN ACOPLADAS A UN REACTOR ANAEROBIO COMPARTIMENTADO
(Inv. y Des., 2021) Echeverría, Ivette; Escalante, Cesar; Saavedra, Oliver; Escalera, Ramiro; Heredia, Gustavo; Montoya, Renato
El objetivo de esta investigación es evaluar el desempeño de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de una zona conformada originalmente por lagunas de estabilización, la cual fue ampliada. La ampliación se llevó a cabo a través del dragado y mejoramiento del sistema de lagunaje. El aumento de capacidad consistió en la implementación de un Reactor Anaeróbico Compartimentado (RAC), un sistema de pre-tratamiento mejorado que incluye rejas, un tamiz mecánico, un desarenador con una cámara desgrasadora, y lechos destinados al secado de lodos provenientes del RAC. La PTAR actualmente atiende a una población de 20 000 habitantes aproximadamente y trata un caudal de 2 416 m³/d. El RAC implementado contribuye principalmente a la reducción de DBO, DQO y especialmente de SST. El acondicionamiento de las lagunas demostró mejorar la capacidad de tratamiento de la PTAR. La eficiencia global de la PTAR es de: 55, 67, 54, 80, 15 y 26 % para los parámetros de DBO5, DQO total, DQO soluble, SST, N-NH3 y P. Con la adición del RAC y la optimización de las lagunas, la eficiencia de la PTAR se ha incrementado del 52 al 67% en la eliminación de DQO. Estos parámetros demuestran que anteponer un sistema de pretratamiento y un RAC al sistema de lagunaje para ampliar su capacidad de tratamiento es una alternativa adecuada. Adicionalmente se resalta la importancia de realizar el mantenimiento y remoción periódica de lodos para optimizar su funcionamiento.
EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DE UN LECHO FLUIDIZADO DE TIPO SURTIDOR (LFTS) PROVISTO DE GUIADORES CILINDRICOS NO POROSOS EN LA DESAPONIFICACIÓN DE GRANOS DE QUINUA
(Inv. y Des., 2019) Flores, Mirea; Escalera, Ramiro; Quiroga, Carla
Este trabajo de investigación evalúa el uso de guiadores en un lecho fluidizado de tipo surtidor (LFTS) en el proceso de remoción de saponinas de quinua real (ecotipo amarilla). Se utilizaron guiadores cilíndricos no porosos con superficies abiertas laterales de 30 mm y 50 mm de altura medida desde la parte inferior. Se utilizó 2 reactores de vidrio cilíndrico cónico de 7,44 y 14,34 cm de diámetro y conos de 30° y 45° respectivamente, con boquillas que varían de 1,5 a 5 mm de diámetro de orificio, conectadas a un flujómetro digital alimentado de aire por un compresor de 400 lmin-1de capacidad. En pruebas de caracterización del lecho con y sin guiadores se evaluó las relaciones entre la velocidad lineal de aire en la entrada al surtidor, la presión manométrica, el flujo volumétrico de aire, tiempo de ciclo de la partícula y la velocidad másica de circulación de sólidos dentro del LFTS. Posteriormente, se elaboró un diseño experimental factorial de 4 factores a 2 niveles (2(4)) por duplicado, generando 32 corridas en las que se evaluó el efecto del diámetro de lecho, el diámetro de boquilla, la altura de lecho y la altura de la zona de entrada de granos al guiador en la pérdida de masa, concentración residual de saponinas en el grano y el consumo específico de energía. La mayor eficacia de remoción de saponinas corresponde a las condiciones de operación del LFTS con menor diámetro de boquilla (Øb = 2 mm), mayor altura de zona de entrada de granos (H D = 50 mm), mayor diámetro de lecho (14,4 cm) y menor altura de lecho (H L=21,5 cm). En estas condiciones geométricas, a los 81 minutos de procesamiento, se logró una concentración residual de saponinas del 0,032 % y una eficiencia de remoción de saponinas del 52,64 %. A mayores velocidades lineales en la entrada al surtidor y mayores frecuencias de ciclo del grano se obtiene mejores eficiencias de remoción de saponinas y menores concentraciones residuales de saponinas en el grano. En general, se puede concluir que para obtener concentraciones residuales mínimas de saponinas en los granos y eficiencias de remoción superiores al 90%, será apropiada cualquier configuración que genere velocidades lineales en la entrada al surtidor entre 1 000 y 1 300 ms-1 y frecuencias del orden de 20 CPM. Menores velocidades de circulación de granos en un LFTS con guiador, respecto de las que se obtienen en lechos sin guiador, generan una falta de uniformidad en la concentración de saponinas en el grano tratado y menores eficiencias de remoción.
EVALUACIÓN NUTRICIONAL DE LOS ÁCIDOS GRASOS DE ACEITE DE SEMILLAS DE PALQUI (Acacia feddeana Harms)
(Inv. y Des., 2015) Escalera, Ramiro; Caba, Francisco
Se presenta una evaluación nutricional de los aceites extraídos de la semilla de palqui (Acacia feddeana Harms), una planta leguminosa de origen silvestre, que crece en zonas semi-desérticas templadas de la región sud de Bolivia y es consumida tradicionalmente por los campesinos productores, como semilla cocida o tostada. El aceite extraído de las semillas de palqui contiene, mayoritariamente, ácido oleico, 43,4%, un ácido graso mono-insaturado (AGMI) y ácido linoleico (AL), 35,8%.Tambien contiene pequeñas cantidades (1,46%) de ácido α-linolénico (AAL). El ácido linoleico y el α-linolénico, ácidos grasos poliinsaturados (AGPI), son esenciales en la alimentación, como precursores de las familias de ácidos grasos de cadenas más largas, ω-6 y ω-3, respectivamente. Entre los ácidos grasos saturados (AGS), que constituyen el 18,3% restante, el ácido palmítico (10,3%) y el ácido esteárico (7,3%) son los mayoritarios. Los aportes energéticos, %E, de las proteínas, carbohidratos y la materia grasa, son: 37,4%E, 34,8%E y 27,7E%, respectivamente. El aporte calórico de la materia grasa, está por debajo de las recomendaciones de la FAO/OMS, siendo 5,08%E el de los AGS (< 10%E), 12,03%E el de los AGMI y 10,3%E el de los poliinsaturados, AGPI (< 11%E). Sin embargo, el aporte energético del AL, es mayor al máximo recomendado (9,9 > 9%E) y el del AAL, es menor al mínimo recomendado (0,4 < 0,5%E). Estos datos indican que existe un desbalance entre estos dos ácidos esenciales, haciendo necesaria la combinación en la dieta, con aceites ricos en AAL y otros ω-3 AGPI, como el de pescado. Tomando en cuenta los resultados de esta evaluación, se puede concluir que el consumo de semillas de palqui y su aceite, son beneficiosos y no riesgosos para la salud. Por consiguiente, la semilla de palqui puede ser industrializada como aceite comestible.
Hidroquímica de aguas subterráneas en el municipio de San Pedro, Santa Cruz, Bolivia: Determinación de fluoruro
(Rev. Bol. Quim, 2021) Huallpara, Lizangela; Ormachea, Mauricio; Escalera, Ramiro; Ormachea, Omar; García, José Luis; Suso, Jesús; García, María Eugenia; Hornero, Jorge; Pérez, Fernando; Robles, Virginia
El agua subterránea es la principal fuente de consumo en muchos centros urbanos y áreas rurales de Bolivia, tal es el caso del Municipio de San Pedro ubicado en el departamento de Santa Cruz. El presente estudio se realizó con la finalidad de determinar la calidad fisicoquímica del agua subterránea de consumo en 16 comunidades rurales ubicadas dentro del municipio de San Pedro. Los resultados mostraron valores de pH ligeramente alcalinos comprendidos entre 7,8 y 8,6 y la conductividad eléctrica mostró valores en un rango que va de 313,3 a 1189 µS/cm. Las aguas son predominantemente del tipo Na-HCO3 y contienen elevadas concentraciones de fluoruro (F-) en un rango que va de 2,1 a 6,4 mg/L excediendo el valor máximo recomendado por la Organización Mundial para la Salud (OMS). Cálculos de índice de saturación (IS) muestran que la fase mineral que podría dar origen al elevado contenido de F- en agua es la (F-Apatita).
REVISIÓN DE LAS EXPERIENCIAS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS MEDIANTE REACTORES UASB EN COCHABAMBA-BOLIVIA COMPARADAS CON LAS DE LATINOAMÉRICA, INDIA Y EUROPA
(Inv. y Des., 2017) Gandarillas R., Vanessa; Saavedra, Oliver; Escalera, Ramiro; Montoya, Renato
El proceso de tratamiento anaeróbico es cada vez más reconocido como opción viable para la protección del medio ambiente y la conservación de los recursos y representa, combinado con otros métodos adecuados, un sistema de tratamiento de aguas residuales sostenible y apropiado para los países en vías de desarrollo. El tratamiento anaeróbico de aguas residuales se está utilizando con éxito en los países tropicales desde la década de los 80, y con resultados alentadores en las regiones subtropicales y templadas. En este estudio se revisan las principales características del tratamiento de aguas residuales domésticas, con énfasis en el Reactor Anaeróbico de Mantos de Lodos de Flujo Ascendente (RALF) o Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB de su sigla en inglés). Se revisaron las aplicaciones del proceso UASB en Europa, Asia y las Américas. En Latino América y en particular en Bolivia el uso de esta tecnología ha incrementado considerablemente debido a la pequeña demanda de terreno requerida para su implementación y a sus atractivos costos de inversión y operación. La revisión mostró, en base a la experiencia de operación de distintas plantas de tratamiento ubicadas en los valles de Cochabamba, que los reactores anaerobios de mantos de lodos de flujo ascendente apropiadamente diseñados, son adecuados para el tratamiento de aguas residuales domésticas en las regiones de los valles y llanos de Bolivia debido a que presentan condiciones ambientales que hacen que el uso de esta biotecnología anaerobia sea favorable bajo la perspectiva del desarrollo sostenible.