EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES - YUNGUYO Estudio elaborado por: Blgo. Juan José Ocola Salazar Especialista en Calidad del Agua e Impacto Ambiental Dirección de Gestión de la Calidad de Los Recursos Hídricos Ing. Wilber Laqui Vilca Sub Director de Planeamiento y Conservación de Recursos Hídricos AAA XIV-Titicaca Ing. Eco. Jaime Escalante Arcos Especialista en evaluación de proyectos AAA XIV-Titicaca Ing. Rocío Gómez Paredes Sub Directora de Gestión de Calidad de Recursos Hídricos AAA XIV-Titicaca Ing. Cenaida Ramos Poma Especialista en Calidad de Agua Administración Local de Aguas Ilave Ing. Hugo León Hancco Especialista en Calidad de Agua – AAA XIV-Titicaca Profesionales participantes de otras entidades: Ing. Pablo Parillo Oha Responsable de la operación de la PTAR Yunguyo Lic. Wilber Rolando Cornejo Representantes de la EPS SEDAJULIACA Betbel Félix Quispe Soto Representantes de la EPS SEDAJULIACA Informe de Resultados de la Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales - Yunguyo i Contenido CAPÍTULO I: EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – YUNGUYO ....... 4 1.1 1.2 1.3 1.4 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................................................ 4 ANTECEDENTES ................................................................................................................................................................ 5 MARCO LEGAL .................................................................................................................................................................. 5 OBJETIVOS Y ALCANCES .............................................................................................................................................. 6 1.4.1 Objetivo general ............................................................................................................................... 6 1.4.2 Objetivos específicos ........................................................................................................................ 6 1.5 1.6 1.7 ALCANCES ........................................................................................................................................................................... 6 ASPECTOS METODOLÓGICOS ..................................................................................................................................... 6 DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ........................................................................... 8 1.7.1 Localización ..................................................................................................................................... 8 1.7.2 Descripción de la PTAR Yunguyo .................................................................................................... 9 1.7.2.1 Aspectos generales..............................................................................................................9 1.7.2.2 Componentes de la PTAR Yunguyo .................................................................................. 10 1.8 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE TRATAMIENTO DE LA PTAR YUNGUYO ..................................... 18 1.8.1 1.8.2 1.8.3 1.8.4 1.8.5 1.8.6 Selección de puntos de muestreo .................................................................................................... 18 Selección del tipo de muestra ......................................................................................................... 18 Definición de parámetros de operación ........................................................................................... 19 Eficiencias y registros de cambios en los efluentes ......................................................................... 19 Frecuencia de muestreo y análisis de muestras de agua ................................................................... 19 Resultados ...................................................................................................................................... 19 1.8.6.1 Caracterización y evaluación de la calidad del efluente ..................................................... 19 1.8.6.2 Evaluación de la eficiencia de la PTAR ............................................................................ 23 1.8.6.3 Discusión de resultados..................................................................................................... 23 1.9 POSIBILIDAD DE REUSO DE LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS ............................................................. 38 1.10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 40 CAPÍTULO II: SONDEO DE LA DISPONIBILIDAD A PAGAR POR EL SERVICIO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – YUNGUYO........................................................................................ 41 2.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................................. 41 2.2 OBJETIVOS........................................................................................................................................................................ 42 2.2.1 Objetivo general ............................................................................................................................. 42 2.2.2 Objetivos específicos ...................................................................................................................... 42 2.3 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................................................... 42 2.4 DESARROLLO DEL ESTUDIO ...................................................................................................................................... 44 2.4.1 Organización .................................................................................................................................. 44 2.4.2 Zona de estudio .............................................................................................................................. 44 2.4.3 Delimitación de la zona de estudio ................................................................................................. 44 2.5 METODOLOGÍA DE LA ENCUESTA .......................................................................................................................... 45 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.6 Población y Universo ..................................................................................................................... 45 Tipo de muestreo y unidades muéstrales ......................................................................................... 45 Método de la entrevista................................................................................................................... 45 Tamaño de la muestra ..................................................................................................................... 45 El cuestionario ................................................................................................................................ 46 TRABAJO DE CAMPO .................................................................................................................................................... 47 Informe de Resultados de la Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales - Yunguyo ii 2.7 RESULTADOS ................................................................................................................................................................... 47 2.7.1 Datos de identificación. .................................................................................................................. 47 2.7.2 Resultados problemas de saneamiento ............................................................................................ 48 2.7.3 Resultados de la disposición a pagar ............................................................................................... 49 2.8 COSTOS ACTUALES DE LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PTAR ............................................ 52 2.8.1 Costos de energía eléctrica ............................................................................................................. 53 2.8.2 Costos de personal .......................................................................................................................... 54 2.8.3 Costos de mantenimiento y reparación ............................................................................................ 54 2.9 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS ............................................................................................................. 54 2.10 DISPONIBILIDAD A PAGAR VS COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ....................................... 55 2.11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 55 2.11.1 Conclusiones .................................................................................................................................. 55 2.11.2 Recomendaciones ........................................................................................................................... 56 ANEXOS CAPITULO I: ...................................................................................................................................58 Anexo 1: Calidad del agua según día de monitoreo ........................................................................ 58 Anexo 2: Informes de Ensayo de Laboratorio ................................................................................ 61 ANEXO CAPITULO II: .................................................................................................................................... 76 ANEXO 1. MODELO DE ENCUESTA APLICADA ...................................................................76 ANEXO 2. VARIABLES DETERMINANTES EN LA DISPONIBILIDAD A PAGAR (DAP) ...78 Anexo 03 - Álbum Fotográfico ...................................................................................................... 79 Informe de Resultados de la Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales - Yunguyo iii Capítulo I: EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – YUNGUYO 1.1 INTRODUCCIÓN La evaluación de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Yunguyo (en adelante PTAR Yunguyo), permite disponer de información técnica respecto a la eficiencia de tratamiento de las aguas residuales municipales de la ciudad de Yunguyo, la cual podrá ser utilizada del ser el caso, como referente técnico para la selección de la opción tecnológica para el tratamiento de aguas residuales municipales para otros centros urbanos del ámbito de la cuenca del lago Titicaca, cuyo nivel altitudinal oscila entre los 3820 msnm y los 5600 msnm, donde predomina: baja concentración de oxígeno atmosférico, menor presión atmosférica y bajas temperaturas ambientales, con fluctuaciones extremas entre el día y la noche. Otro aspecto importante a destacar, es la información relacionada a los costos de operación y mantenimiento de la PTAR, la cual incluye datos proporcionados por la población respecto a la disponibilidad de pago por el servicio de tratamiento de sus aguas residuales, aspecto muy importante a ser tomado en cuenta por la Municipalidad Provincial de Yunguyo para asegurar la sostenibilidad de la PTAR. Así mismo los resultados del éste estudio deberán ser tomados en cuenta como criterios complementarios en el diseño y socialización de futuros proyecto de tratamiento de aguas residuales, donde los resultados del proceso de socialización es un factor determinante del cual dependerá el nivel de sostenibilidad de los sistemas de tratamiento. Sí los alcances de un proyecto de agua potable y saneamiento, en términos de beneficios ambientales, y principalmente respecto a los costos que demandará la operación y mantenimiento no son adecuadamente socializados y comprendidos por la población usuaria, se corre el riesgo que el proyecto sea inviable desde el punto de vista de la sostenibilidad, el cual después de entrar en funcionamiento, los costos de operación y mantenimiento terminen siendo subsidiado por el Estado, o en su defecto con el paso del tiempo dicha infraestructura se deteriorará progresivamente, por falta de mantenimiento, pudiendo finalmente colapsar. La PTAR Yunguyo ha sido diseñada para tratar las aguas residuales municipales generadas por los habitantes de la ciudad de Yunguyo, cuyo número total proyectado al 2030 es de 12 675 habitantes. Se precisa que las aguas residuales municipales están conformadas por aguas residuales municipales generadas en las viviendas y en oficinas administrativas (usuarios domésticos), por las generadas en centros comerciales como restaurantes, grifos, así como las generadas en los camales, en las plantas procesadoras de alimentos, etc., considerados como usuarios no domésticos, debido a que la carga o concentración de determinados parámetros como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO 5), demanda bioquímica de oxígeno (DQO), aceites y grasas (A y G), sólidos suspendidos totales (SST), son más altos respecto a las aguas residuales domésticas, las cuales pueden tener incidencia negativa en la infraestructura de tratamiento de aguas residuales. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 4 El efluente tratado procedente de la PTAR Yunguyo, es descargado en el río Choquechaca, mediante una tubería de 16” de diámetro de 30 m. de longitud, ubicada a la salida del PTAR. El mencionado cuerpo de agua desembocan en el lago Titicaca, después de un recorrido de 2.9 km. Es de señalar que a ambos lados de cauce se desarrolla la actividad agropecuaria, donde la actividad agrícola se lleva a cabo solamente en el periodo de lluvias, es decir entre los meses de diciembre a abril de cada año. Teniendo en cuenta que el principal problema ambiental en el ámbito de la cuenca del lago Titicaca, y en particular en determinadas zonas del lago Titicaca, es la contaminación del agua ocasionado por el vertimiento de aguas residuales municipales crudas o deficientemente tratadas, cuyo efecto principal es la eutrofización del cuerpo de agua, cuyo caso emblemático, es la Bahía Interior de Puno en cuyas orillas se asienta la ciudad de Puno con más de 130 mil habitantes; de allí la necesidad de construir y operar plantas para el tratamiento adecuado de aguas residuales municipales en el ámbito de la cuenca del lago Titicaca, principalmente si opta por verter sus efluente en lagos o lagunas; esto teniendo en cuenta que la mayoría de sistemas de tratamiento (excepto las e tratamiento avanzado) presentan determinadas limitaciones en la remoción de determinados contaminantes de las aguas residuales municipales, principalmente nutrientes (nitrógeno y fósforo), los que al llegar al lago Titicaca, terminan causando procesos de eutrofización severa como el señalado líneas arriba. En ese contexto surgió la idea de evaluar y determinar el nivel de eficiencia de la PTAR Yunguyo, ello teniendo en cuenta que es una Planta Compacta de Lodos Activados, la única en departamento de Puno, de la cual se desconoce los niveles de remoción de parámetros contaminantes. 1.2 ANTECEDENTES En la reunión del 27 de enero convocada por la Presidencia de la Comisión Multisectorial para la Prevención y Recuperación Ambiental del Lago Titicaca, creada mediante el D.S. N° 075-2013PCM, a la cual asistieron representantes del Ministerio del Ambiente (MINAM), Instituto del Mar del Perú (IMARPE Laboratorio Continental Puno), Proyecto Especial Binacional Lago Titicaca (PELT), Universidad Nacional de Juliaca, Universidad Nacional del Altiplano de Puno (UNA – Puno), Colegio de Biólogos de Perú, Consejo Regional XV Puno (CBP) y el Consejo de Ciencia y Tecnología (CONCYTEC) Oficina Regional Puno (CORCYTEC), se determinó la necesidad de realizar investigaciones en materia de tratamiento de aguas residuales municipales, con el objetivo de aportar información técnica para el desarrollo de proyectos de tratamiento de aguas residuales municipales, ello teniendo en cuenta que los vertimientos de aguas residuales municipales a los diversos cuerpos de agua del ámbito de la cuenca del lago Titicaca, es la principal causa de contaminación del agua. En ese contexto surgió la necesidad de evaluar la eficiencia de tratamiento de aguas residuales de la PTAR de Yunguyo, para ello se conformó el sub grupo de trabajo integrado por la Autoridad Nacional del Agua (ANA), Universidad Nacional de Juliaca (UNAJ), PELT y UNA-Puno. Del 03 al 05 de junio de 2015 la Autoridad Nacional del Agua, a través de la Autoridad Administrativa del Agua Titicaca XIV-Titicaca y la Administración Local de Agua Ilave formuló y ejecutó el Plan de Trabajo para la Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Yunguyo, cuyos resultados se exponen en el presente informe. 1.3 MARCO LEGAL Ley Nº 29338 “Ley de Recursos Hídricos”. Ley Nº 28611 “Ley General del Ambiente” Decreto Supremo N° 001-2010-AG, que aprueba el Reglamento de la Ley N° 29338, Ley de Recursos Hídricos. Decreto Supremo N° 002-2008-MINAM, que aprueba los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 5 Decreto Supremo N° 023-2009-MINAM, que aprueban las disposiciones para la implementación de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) para Agua. Resolución Jefatural N° 202-2010-ANA, que aprueba la clasificación de cuerpos de aguas superficiales y marino - costeros. Resolución Jefatural N° 182-2011-ANA que aprueba el Protocolo Nacional de Monitoreo de la Calidad de los Cuerpos Naturales de Agua Superficial. Decreto Supremo Nº 03-2010-MINAM, que establece los Límites Máximos para los efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales. 1.4 OBJETIVOS Y ALCANCES 1.4.1 Objetivo general Evaluar la eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Municipalidad de Yunguyo, así mismo evaluar y determinar los costos de operación y mantenimiento necesarios para asegurar la sostenibilidad del sistema de tratamiento, cuya información sirvan de referente para selección de alternativas de sistemas de tratamiento de aguas residuales municipales para otros centros urbanos asentados en al ámbito de la cuenca del lago Titicaca. 1.4.2 Objetivos específicos Determinar la eficiencia de la PTAR Yunguyo en términos de remoción de DBO 5, nitrógeno total, fósforo total, fosfato, nitratos, nitrógeno amoniacal, aceites y grasas, sólidos suspendidos totales, coliformes termotolerantes, huevos de helmintos, y referencialmente la remoción de metales. Sondear el sentir de la población de la ciudad de Yunguyo respecto a la disponibilidad a pagar (DAP) por el servicio de tratamiento de sus aguas residuales en la PTAR Yunguyo. Evaluar el impacto de la descarga de aguas residuales en la calidad del agua de la bahía de Yunguyo en el lago Titicaca. 1.5 ALCANCES En el presente estudio se presentan los resultados de la evaluación de la eficiencia de la PTAR Yunguyo, basados en análisis de los datos de los parámetros medidos “in situ” como: oxígeno disuelto, temperatura y conductividad eléctrica, así como en base a los resultados de los ensayos de laboratorio realizado en muestras compuestas de aguas residuales procedentes de la mencionada PTAR, cuya operación está a cargo de la Municipalidad Provincial de Yunguyo. Asimismo, se presentan los resultados de la evaluación estadística relacionada a la disponibilidad a pagar (DAP) de la población de Yunguyo para asegurar la operación y mantenimiento de la PTAR. 1.6 ASPECTOS METODOLÓGICOS Para la evaluación de la eficiencia de la PTAR Yunguyo se siguieron las siguientes fases: a. Fase de planificación.En esta fase se formuló el correspondiente plan de trabajo, el cual incluyó los aspectos técnicos relacionados a la evaluación de la Planta de Tratamiento, los criterios de evaluación, los parámetros físicos, químicos y biológicos del agua residual a evaluar, establecimiento de los puntos a monitorear, la frecuencia de muestreo; así mismo el diseño de encuestas para el levantamiento de información a nivel de la población de la ciudad de Yunguyo, respecto a la disposición a pagar por el servicio de tratamiento. El detalle de los aspectos técnicos se presenta en el capítulo 2 del presente estudio. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 6 Los pasos seguidos para la evaluación de la eficiencia de la PTAR, se muestran en la Fig. 1.1 en la que se observa el proceso metodológico los cuales fueron: toma de muestras, caracterización de las aguas residuales, determinación de los parámetros de operación de la PTAR, evaluación de cumplimiento de los Límites Máximos Permisibles (LMP), determinación de la eficiencia a nivel de remoción de parámetros, y la discusión de resultados. METODOLOGÍA Descripción de la PTAR Muestreo de agua residual en la PTAR Establecimiento de puntos de muestreo Caracterización de las aguas residuales Definición de parámetros a muestrear Definición de parámetros de operación Definición de parámetros de operación (LMP)* Selección del tipo de muestra Medición de parámetros in situ Evaluación cumplimiento de LMP* Frecuencia de muestreo Muestreo en la PTAR Evaluación de eficiencia Envío de muestras al laboratorio Discusión de resultados Emisión de informes de ensayo Fig. 1.1. Esquema de la metodología empleada para la evaluación de la eficiencia de la PTAR – Yunguyo. * D.S. Nº 003-2010-MINAM b. Fase de coordinación.En esta fase se realizaron las coordinaciones con la Municipalidad Provincia del Yunguyo, ello con la finalidad de informar respecto a los objetivos y alcances del estudio, así como para la obtención de la respectiva autorización de ingreso a las instalaciones de la PTAR. c. Fase de campo.En esta fase se realizó la toma de muestras compuestas de aguas residuales, en tres (3) puntos de la PTAR, para lo cual se tomó en cuenta los criterios establecidos en el Protocolo1 de Monitoreo de la Calidad de los Efluentes de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales, del Ministerio de Vivienda Saneamiento y 1 Protocolo: Es un documento guía que contiene pautas, instrucciones, directivas y procedimientos establecidos para desarrollar una actividad específica. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 7 Construcción, aprobado mediante R.M Nº 273-2013-VIENDA. Se precisa que se estableció un punto de monitoreo en la zona de descarga en el lago Titicaca. La medición de parámetros de campo potencial de hidrogeniones (pH), temperatura (Tº), conductividad eléctrica (C.E) y oxígeno disuelto (OD) se realizó con un multiparámetro PONCEL, modelo ODEON – Versión Open X, debidamente calibrado, de la Sub Dirección de Gestión de la Calidad de los Recursos Hídricos de la Autoridad Administrativa del Agua Titicaca, mientras que las muestras de agua residual fueron compuestas, tomadas cada hora, desde las 6:25 hasta las 13:20 horas. Los análisis se realizaron en un laboratorio acreditado por la Dirección de Acreditación del Instituto Nacional de Calidad (INACAL), en este caso el Laboratorio Servicios Analíticos Generales S.A.C. con Registro Nº LE - 047. Igualmente en esta fase se realizó la lectura de caudales, la cual se llevó a cabo bajo la observación del aforador Parshall2 ubicado al ingreso de la PTAR. Las lecturas fueron horarias en un periodo de siete horas d. Fase de Evaluación.En esta fase se verificó el cumplimiento de los Límites Máximos Permisibles (LMP) de los parámetros regulados en efluente de la Planta de Tratamiento, la cual se realizó comparando el promedio de valores de concentración de cada uno de los parámetros analizados con el valor del LMP, así mismo se comparó con los valores establecidos en el diseño de la PTAR. Para determinar la eficiencia de tratamiento, se aplicó la Ecuación 1 descrita en el numeral 1.8.3 del presente documento. 1.7 1.7.1 DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Localización La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Yunguto políticamente se localiza en el distrito y provincia de Yunguyo, en la zona sur del Departamento de Puno, e hidrográficamente se ubica en la Unidad Hidrográfica 0157, perteneciente al ámbito administrativo de la Administración Local de Agua Ilave de la Autoridad Administrativa del Agua Titicaca (Fig. 1.2). 2 Medidor Parshall: Es una especie de tubo Venturi abierto, el cual dispone de una garganta que produce una elevación del nivel de agua en función del caudal. Está formado por una sección de entada de paredes verticales convergentes y fondo a nivel, una garganta o estrechamiento de paredes paralelas y fondo descendiente y una sección de salida con paredes divergentes y fondo ascendente. Las canaletas Parshall se definen por el ancho de la garganta. Para la determinación del caudal se precisa de la medición de la altura del líquido, éste se puede realizar de forma instantánea con solo una medición de altura. Protocolo de Monitoreo de la Calidad de los Efluentes de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales, de Ministerio de Vivienda Saneamiento y Construcción Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 8 Fig. 1.2. Localización de la PTAR Yunguyo. Fuente: Elaboración propia. Se ubica l oeste y a 1.7 km de la ciudad de Yunguyo, en las coordenadas 488185 E 8202265 N y en la margen derecha del riachuelo Choquechaca, en el cual se realiza el vertimiento procedente de dicha PTAR (Ver PA-3 en la Fig. 1.2), cuyas coordenadas del punto descarga son: 488 137 E y 8 202 306 N, a una altitud de 3841 msnm. 1.7.2 Descripción de la PTAR Yunguyo3 1.7.2.1 Aspectos generales Las aguas residuales municipales crudas que llega a la PTAR Yunguyo, proceden la ciudad de Yunguyo a través de la respectiva red de alcantarillado, derivadas hasta las Estaciones de Bombeo (EB) Nº 01, 02 y 03, ubicadas en la vía principal hacia la localidad de Kasani. A partir de las mencionadas estaciones de bombeo, salen tres líneas de impulsión, que conducen las aguas residuales hacia la PTAR Yunguyo mediante tuberías con diámetros de 200 a 315 mm. Se precisa que la PTAR Yunguyo fue diseñada para el tratamiento de 25.5 l/s, y un caudal máximo de 56.1 l/s. La PTAR Yunguyo, es una moderna planta de tratamiento de lodos activados, integrada por dos líneas de tratamiento (línea de aguas y línea de lodos). La línea de tratamiento de aguas consta de tratamiento primario, tratamiento secundario diseñado bajo el enfoque de tratamiento biológico aerobio por lodos activados, complementada por un Sistema de Aeración de Ciclo Extendido (ICEAS por sus siglas en inglés), y un sistema de tratamiento de desinfección con sistema de rayos ultravioletas (UV). Asimismo la línea de tratamiento de lodos consta de un sistema de tratamiento y acondicionamiento de lodos generados en la línea de tratamiento de aguas. Los mecanismos antes descritos son controlados de manera automatizada en un centro de control computarizado que permiten supervisar y controlar a distancia las operaciones de la PTAR Yunguyo (Sistema SCADA por sus siglas en ingles). El efluente de la PTAR se vierte en el río Choquechaca a través de una tubería de 30 m de longitud y 16” de diámetro, localizado en el extremo noreste de la PTAR Yunguyo. El mencionado cuerpo de agua tiene una longitud de 2.91 Km, hasta su desembocadura en la bahía de Yunguyo en el lago Titicaca. 3 Nota: La información para la descripción de los componentes de la PTAR – Yunguyo fueron tomadas de la Memoria Descriptiva del Proyecto “Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PATR Yunguyo – Puno – 2011. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 9 1.7.2.2 Componentes de la PTAR Yunguyo Los principales componentes de la PTAR Yunguyo son las siguientes4: Cámara de llegada de aguas residuales de las cuencas Cuchara bivalva Reja gruesa manual Bypass de tratamiento preliminar con reja gruesa manual Medición de caudal del afluente, tipo Parshall. Tratamiento preliminar (reja fina, desarenador, remoción grasas y aceite) Cámara de repartición de caudales Tratamiento biológico en estanques de aeración ICEAS rectangulares Bypass de tratamiento biológico Bombeo de lodos producidos a espesador. Espesador gravitacional para lodos Digestor aireado de lodos Sistema de deshidratación de lodos Almacenamiento de lodos Sistema de desinfección ultravioleta (UV) Servicios generales a) Líneas de impulsión La Estación de Bombeo N° 1 cuenta con 02 bombas (una en reserva) que impulsan las aguas residuales crudas hasta la Estación de Bombeo N° 2, tiene una capacidad de 5.35 l/s y a una altura total de 10.43 m. Con las mejoras efectuadas al sistema de impulsión la Estación de Bombeo N° 2 impulsa un caudal promedio de 21.65 l/s a una altura total de 10.3 m directamente hasta la PTAR Yunguyo, a través de una línea de impulsión de 410 m de longitud de 6” de diámetro. La Estación de Bombeo N° 3 compuesta de 02 bombas (una en reserva) cuenta con una línea de impulsión directa a la PTAR Yunguyo, tiene una capacidad para un caudal promedio de hasta 26 l/s y una altura total de 9 m. La línea de descarga tiene 965 m. de longitud y 8” de diámetro. b) Cámara de llegada Las aguas residuales provenientes de las Estaciones de Bombeo N° 2 y 3 se descargan en una estructura de almacenamiento denominada “cámara de llegada”, en la cual las aguas residuales son retenidas por un período de residencia muy corto (5 minutos como máximo), para evitar la generación de malos olores. c) Reja gruesa y medidor Parshall Luego el afluente pasa por una cámara de rejas gruesa manual (con una separación recomendada de al menos 50 mm), en donde se separan los sólidos gruesos. Asimismo en la PTAR Yunguyo se cuenta con un bypass de emergencia el cual también está dotado de una reja gruesa. Para la cuantificación de los caudales afluentes a la PTAR Yunguyo, se cuenta con una estructura de medición tipo Parshall, dotada de un medidor del nivel de agua tipo ultrasónico que registra la información en tiempo real y la almacena en un data logger. 4 Memoria descriptiva del Proyecto Planta de Tratamiento de Aguas Residuales PATR Yunguyo-Puno-2011. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 10 Fig. 1.3. Equipo de tratamiento preliminar compacto. Para el tratamiento preliminar se ha considerado un equipo compacto, el cual en una sola unidad reúne los procesos de tamizado fino (6 mm), desarenador y desengrasado. Este equipo se ha diseñado para una capacidad máxima de 69.4 l/s, removiendo el 90% de las arenas y partículas mayores a 0.2 mm y cuenta con lavado de arenas y un sistema de descarga de grasas tipo tornillo de rejas finas. Los sólidos finos retenidos, como las arenas son removidos del equipo por medio de un tornillo que los traslada y los deposita en dos contenedores externos. El sistema de Tratamiento Preliminar cuenta con un bypass y un sistema de válvulas, para poder aislar el sistema en caso de mantenimiento o emergencia de este equipo. d) Bypass general de la PTAR La PTAR Yunguyo cuenta con un sistema de emergencia que permite derivar las aguas residuales a una tubería de emergencia antes de la entrada a cada subsistema o etapa de la planta, denominado bypass general. Esta red permite evacuar las aguas residuales cuando se realizan trabajos de mantenimiento y reparación de equipos o incrementos del flujo de entrada a la PTAR debido a las precipitaciones. Este componente permite regular la Fig. 1.4. Vista del bypass general de la PTAR - Yunguyo entrada del caudal a la PTAR, previo a la etapa de tratamiento preliminar y tratamiento secundario o biológico. e) Cámara de repartición de caudales Luego las aguas residuales ingresan a una cámara, la cual está diseñada para repartir en partes iguales los caudales de ingreso, con la finalidad de distribuirlos en forma equitativa a cada tanque de aeración, las líneas de descarga e ingreso a los tanques del ICEAS, están controladas con válvulas. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 11 f) Tratamiento biológico en estanques de aeración ICEAS rectangulares Para el tratamiento biológico o secundario se utiliza el sistema ICEAS (Sistema de Aeración Extendida por Ciclos Intermitentes) dispuesto en dos tanques de concreto (ver el esquema de la Figura 1.5), en dichos tanques se desarrollan los siguientes procesos: Alimentación: Es continua durante las 24 horas del día, es decir durante todo el ciclo. Fig. 1.5. Esquema del tanque de aireación extendida por ciclos Aeración: Los tanques son intermitentes. aireados por medio de aire suministrado por sopladores conectados a tuberías de acero y manifold de PVC con difusores de burbuja fina, que permiten el ingreso de aire en forma adecuada y totalmente distribuida (ver Fig. 1.6). Fig. 1.6. Sopladores y difusores de burbuja fina. Descripción del proceso del Sistema de Aeración Extendida por Ciclos Intermitentes: El tanque está separado en dos zonas (pre reacción y reacción principal) mediante una pared deflectora no hidrostática. Las aguas residuales fluyen continuamente hacia la zona de pre-reacción, que actúa como selector biológico para potenciar la proliferación de los organismos deseables y limitar al mismo tiempo el crecimiento de bacterias filamentosas. Las aguas residuales fluyen a través de aperturas de la parte inferior del fondo de la pared deflectora, para ingresar a la zona de reacción principal donde se produce la eliminación de la DBO y la nitrificación. Después de la aireación, ocurre la separación de los líquidos y sólidos. El lodo se asienta luego en el fondo del tanque, dejando una capa de agua clara en la parte superior (sedimentación). Después de la sedimentación, el agua clara es eliminada mediante un mecanismo de decantación automatizado y controlado por tiempos. En la Figura 1.7 se aprecia el proceso ICEAS en los tanques de aeración considerando las etapas de aeración, sedimentación y decantación. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 12 Fig. 1.7. Esquema del proceso de Aeración Extendida por Ciclos Intermitentes El proceso de aeración se genera mediante dos tanques de aeración que son alimentados por un mismo soplador que trabaja alternadamente, quedando un soplador como reserva (stand by). Los tanques de aeración son de forma rectangular de 33.0 x 11.0 x 5.50 m, y paralelos entre sí, con declives hacia las parrillas de difusores y divididos por muros deflectores. La descarga de los tanques de aeración está previsto de tal manera que no permite la descarga simultánea de los dos tanques, a fin de evitar la sobrecarga de la tubería de descarga. La operación de los tanques de Fig. 1.8. Sistema de control automático de oxígeno disuelto en aeración de la PTAR Yunguyo, tanques de aeración. depende de los caudales afluentes, pudiendo utilizar un solo tanque o incorporar el segundo tanque bajo las mismas condiciones del primero cuando la capacidad del primero sea superado por el volumen afluente. Es importante precisar que los tanques de aireación cuentan con un sistema de control automático de oxígeno disuelto, que permite efectuar el seguimiento de las tasas de dosificación de oxígeno y su suministra por medio de un sistema de sopladores, lo que permite un gran ahorro de energía. Sedimentación: Una vez completado el ciclo de aeración en los tanques, la aeración es detenida y se inicia así la etapa de sedimentación de los sólidos contenidos en el licor mezcla, dichos sólidos por efecto de la gravedad sedimentan hasta el fondo de los tanques dejando en la parte superior el agua clarificada. Descarga: El líquido clarificado es evacuado del tanque desde la parte superior por medio de un dispositivo de acero inoxidable denominado “decanter” (ver Fig. 1.9), que consiste en un manifold, funcionando como un vertedero de altura variable, el mismo que es regulado por un motorreductor, luego de la descarga nuevamente se repite todo el proceso, dando inicio nuevamente la aeración. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 13 Fig. 1.9. Vistas en las que se aprecia el dispositivo de descarga de líquidos clarificado g) Tratamiento de lodos Para el tratamiento de lodos se utilizan tanques digestores, sistema de deshidratación y almacenamiento, en los cuales se llevan a cabo los siguientes procesos: Extracción de lodos.- Los lodos producidos en exceso en los tanques de aeración son extraídos mediante un sistema de bombeo hacia el esperador de lodos, para ello cada tanque de aeración cuenta con una bomba sumergible (ver Fig. 1.10). El bombeo se realizará gradualmente durante un tiempo determinado en cada ciclo de aeración durante el tiempo de descarga. El tiempo se regula en función a la necesidad que exista de extracción de los lodos, pues estos contienen la masa bacteriana que realiza el trabajo de metabolizar la carga orgánica, contenida en las aguas residuales municipales. Espesador gravitacional para lodos.- El sumergibles para la extracción de lodos. “esperador” tiene un diámetro de 5 m y cuenta con una rastra de fondo que lleva los lodos desde la periferia hacia la cámara de succión ubicada en el centro del tanque (Ver Fig. 1.11), desde donde son succionados por una bomba tornillo e impulsados hacia el digestor aeróbico de lodos. En la parte superior del “espesador” se tiene un canal perimetral por donde se descargan las aguas clarificadas, las cuales retornarán a los tanques de aeración. Fig. 1.10. Vista en la que se aprecia las bombas Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 14 (a) (b) Fig. 1.11. (a) Vista de las bombas de tornillo. (b) Vista del espesador gravitacional de lodos. (c) Vista parcial del canal perimetral de descarga de aguas clarificadas. Nota. Componentes de la PTAR Yunguyo – junio de 2015. (c) Tanque digestor aireado de lodos.- Luego de espesados los lodos, estos son bombeados al tanque digestor aeróbico de lodos para completar su digestión (parcialmente digeridos en el tanque de aeración ICEAS). Para tal fin esta estructura cuenta con un sistema de aeración compuesto por difusores de burbuja fina instalados en el fondo del tanque, que reciben el aire desde un soplador. Fig. 1.12. Vista del tanque digestor aeróbico de lodos. El tanque digestor de lodos (Fig. 1.12) está diseñado para un período de retención de 15 días y presenta una sección circular de 8 m de diámetro. Una vez digestados, los lodos son bombeados a la centrífuga mediante una bomba tornillo, para su deshidratación y posterior disposición final. Sistema de deshidratación de lodos: Los lodos provenientes del tanque digestor aeróbico de lodos son bombeados a una centrifuga (con concentración entre 2.5 a 3 %) para su tratamiento y descarga (con concentración mayor al 22 %) (Fig. 1.13). Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 15 Para la operación del sistema (8 horas diarias) el lodo es acondicionado mediante el uso de floculantes (generalmente polímero catiónico) a través de un dosificador de polímero líquido, el cual es inyectado a la prensa durante la deshidratación de los lodos. (a) (b) Fig. 1.13. (a) Centrífuga de lodos y (b) Dosificador de polímeros. Almacenamiento de lodos.- Los lodos deshidratados provenientes de la prensa son descargados manualmente y almacenados en un contenedor. Estos lodos pueden ser aprovechados como abono para la mejora de terrenos de cultivo, áreas verdes a cargo de la Municipalidad Provincial de Yunguyo o pueden ser eliminados como residuos no peligrosos. h) Desinfección ultravioleta (UV) La PTAR Yunguyo está dotada de un sistema de desinfección Ultravioleta5 (UV) (Fig. 1.14) que permite desactivar o destruir los organismos patógenos presentes en al agua residual tratada, con la finalidad de prevenir la dispersión de enfermedades transmitidas a través del agua, tanto a las poblaciones existentes aguas abajo del punto de vertimiento, así como del cuerpo receptor. Fig. 1.14. Vistas en las que se aprecia la cámara de rayos Ultravioletas en la PTAR-Yunguyo. El mecanismo de desinfección UV se basa en un fenómeno físico por el cual las ondas cortas de la radiación ultravioleta inciden sobre el material genético (ADN) de los microorganismos y los 5 Desinfección Ultravioleta: La luz ultravioleta (UV) es una alternativa de desinfección al uso del cloro y ozono en muchas aplicaciones de tratamiento de aguas potables y residuales. UV provee desinfección efectiva sin producción de subproductos de desinfección problemáticos. Se presenta información sobre el mecanismo de aplicación de UV para desinfección de agua potable. Se discuten las ventajas y desventajas de la técnica con miras a su comparación con la desinfección química. Se indica información práctica acerca del diseño del sistema UV, su operación y mantenimiento así como costos de capital, operación y mantenimiento para un rango de estrategias de desinfección. H. B. Wright y W. L. Cairns (Disponible en http://www.ingenieroambiental.com/2info/ultravio.pdf). Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 16 virus, y los destruye en corto tiempo, sin producir cambios físicos o químicos notables en el agua tratada. La ventaja de la desinfección con luz ultravioleta es que no se requieren productos químicos, y aniquila gran variedad de microorganismos; sin embargo también presenta algunas desventajas, principalmente la notable reducción de la eficiencia cuando aumenta la turbiedad o el color del agua, debido a que los organismos pueden protegerse de los efectos de la luz ultravioleta en las partículas en suspensión (Méndez 2002). i) Sistema de Control.Los mecanismos antes descritos son controlados de manera automatizada por computadores que permiten supervisar y controlar a distancia el funcionamiento de la PTAR Yunguyo (Sistema SCADA por sus siglas en inglés) (Fig. 1.15). Para ello se cuenta con un monitor de visualización donde el operador de la PTAR visualiza en tiempo real el estado del proceso, permitiendo variar los ciclos de operación desde el panel del sistema central de control en forma manual. Fig. 1.15. (a) Vista parcial del panel de control de la PTAR. (b) Vista del sistema de control automatizad (SCADA). (c) Vista del sistema de medición del nivel de lodos. j) Grupo electrógeno y tanque de combustible La PTAR Yunguyo cuenta con un grupo electrógeno de respaldo para la operación en situaciones de interrupción del suministro eléctrico (red de energía eléctrica pública). Asimismo, se dispone de un tanque de almacenamiento de combustible (diésel), con una capacidad de almacenamiento equivalente a 12 horas de operación continua del grupo electrógeno. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 17 k) Servicios generales La PTAR Yunguyo cuenta con laboratorios (infraestructura), almacén, baños y oficinas para el personal profesional y técnico. Asimismo, la PTAR Yunguyo dispone de un sistema de iluminación, cercos perimétricos de protección y áreas de parqueó para vehículos. 1.8 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE TRATAMIENTO DE LA PTAR YUNGUYO La evaluación se realizó tomando en cuenta los Límites Máximos Permisibles del sector saneamiento, mientras la eficiencia se realizó comparando los valores de los parámetros correspondientes al efluente, respecto a los valores de concentración en el afluente. 1.8.1 Selección de puntos de muestreo Se establecieron tres (3) puntos de muestreo en la PTAR Yunguyo, y uno (1) en el cuerpo receptor de las aguas residuales tratadas (lago Titicaca). En el primer caso, los puntos guardan concordancia con los objetivos de la evaluación de la eficiencia, y en el segundo caso para evaluar el efecto del vertimiento en el cuerpo receptor. (Tabla 1.1). Tabla 1.1. Descripción de puntos de muestreo Código PTARYUN01 PTARYUN02 PTARYUN03 BYung1 Punto de Monitoreo Entrada de la PTAR Salida del tanque de aeración Salida de la PTAR Zona de descarga en la Bahía de Yunguyo Coordenadas UTM (WGS 84) Este Norte 488204 8202227 488170 8202282 488140 8202307 488143 8204047 Fuente: Elaboración propia (2015) 1.8.2 PTARYUN01.- Punto ubicado en la entrada de la planta de tratamiento, sirve para la caracterización física, química y biológica de las aguas residuales municipales crudas. PTARYUN02.- Punto ubicado en el dispositivo de salida del tanque de aeración ICEAS PTARYUN03.- Punto ubicado en el dispositivo de descarga de la PTAR. BYung1.- Punto ubicado en el cuerpo receptor (bahía de Yunguyo-lago Titicaca). Selección del tipo de muestra Teniendo en cuenta la naturaleza de las aguas residuales municipales, y el comportamiento en la Planta de Tratamiento (PTAR) desde el punto de vista de su composición físico, químico y biológica, y la variación del caudal horario, se optó por la toma de muestras compuestas 6, tomadas cada hora, durante tres días. La muestra compuesta se obtuvo mezclando en un balde los volúmenes de cada porción necesaria según la fórmula siguiente: 6 Muestra compuesta: Mezcla de varias alícuotas de muestras instantáneas recolectadas en el mismo punto de muestreo en diferentes tiempos. Cuando las muestras se colectan en una corriente o en un vertimiento continuo, el muestreo compuesto se realiza tomado alícuotas iguales a intervalos regulares de tiempo o proporcional al caudal del punto de muestreo. Mezquida, R. 2012. Disponible en http://www.cvs.gov.co/jupgrade/images/stories/docs/varios/MT-LABCVS_04_Toma_de_muestras_V4.pdf Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 18 1.8.3 Definición de parámetros de operación Los criterios utilizados para definir los parámetros de evaluación de la calidad del agua a nivel de la PATR, fueron los establecidos en el D.S Nº 003-2010-MIMAM (Tabla 1.2). Tabla 1.2. Límites Máximos Permisibles (LMP) para los efluentes de PTAR Parámetro Aceites y grasas Coliformes Termotolerantes Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno pH Sólidos Totales Suspendidos Temperatura Fuente: D.S Nº 003-2010-MINAM 1.8.4 Unidad mg/L NMP/100 mL mg/L mg/L Unidad mg/L ºC LMP de efluentes para vertido en cuerpos de aguas 20 10,000 100 200 6.5 – 8.5 150 <35 Eficiencia de tratamiento Para determinar la eficiencia de la PATR Yunguyo, se usó de la ecuación 1, donde se compararon los resultados obtenidos de cada uno de los parámetros tanto en el efluente y el afluente. (1) Dónde: PE = Parámetro a la entrada de la unidad PS = Parámetro a la salida de la unidad Asimismo se realizó el registro de los cambios del pH y la concentración de sales mediante lecturas de la CE, ya que el efluente municipal que ingresa a la PTAR Yunguyo (influente) tiene un pH alto y contiene una gran cantidad de sales. 1.8.5 Frecuencia de muestreo y análisis de muestras de agua Se tomaron muestras compuestas cada hora en los puntos de monitoreo preestablecidos (PTARYUN01, PTARYUN02 y PTARYUN03); así mismo se tomó una muestra simple ubicado la bahía de Yunguyo – lago Titicaca (cuerpo receptor final) (Byun1). Las muestras fueron tomadas en los materiales enviados por el laboratorio. Los análisis de las muestras de agua, se realizaron en el laboratorio Servicios Analíticos Generales S.A.C. – SAG (acreditado ante la Dirección de Acreditación del Instituto Nacional de Calidad – INACAL-DA, bajo la norma NTP-ISO/IEC 17025:2006, en Aguas, Suelos, Calidad de Aire, Emisiones Gaseosas y Mediciones en Campo) en la ciudad de Lima. La metodología de toma de muestras de agua en el cuerpo receptor se efectuó según lo establecido en el “Protocolo Nacional de Monitoreo de la Calidad en Cuerpos Naturales de Agua Superficial”, aprobado con Resolución Jefatural Nº 182-2011-ANA. 1.8.6 Resultados 1.8.6.1 Caracterización las aguas residuales municipales Las aguas residuales municipales se hallan dentro de unos parámetros de calidad muy conocidos; sin embargo siempre que se realiza un estudio de esta naturaleza, conviene realizar la correspondiente caracterización de las aguas residuales municipales, en este caso las de la Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 19 ciudad de Yunguyo las cuales se derivan a la Planta de Tratamiento. Dicha caracterización se basa en el análisis de los datos siguientes parámetros: caudal(Q); temperatura (T); potencial de hidrogeniones (pH); oxígeno disuelto (OD); conductividad eléctrica (CE); demanda bioquímica de oxígeno (DBO5); demanda química de oxígeno (DQO); aceites y grasas (AG); sólidos suspendidos totales (SST); número más probable (NMP) de coliformes termotolerantes (CT); huevos de helmintos (HH); fosforo Fig. 1.16. Personal profesional responsables del monitoreo total (PT); nitrógeno total (NT) y nitrógeno amoniacal (NA), cuyos resultados se muestran en la Tabla 1.3. Se precisa que los resultados presentando en la tabla 1.3 corresponden a los promedios de cada uno de los parámetros físicos, químicos y biológicos correspondientes a la PTAR Yunguyo, y los resultados por día se presentan en el Anexo N° 1. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 20 TABLA 1.3: RESULTADOS PROMEDIO DE LA CARATRIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES – YUNGUYO PUNTOS DE MONITOREO PARÁMETRO UND. PTARYUN1 Caudal promedio diario Temperatura pH Oxígeno Disuelto Conductividad Eléctrica lps °C Und. mg/L uS/cm 25 12.82 8.01 0.20 1025.4 Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno Sólidos Suspendidos Totales Aceites y Grasas Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Fósforo Total DBO5 DQO mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 181.48 392.67 78.04 5.4 35.78 23.92 4.89 NMP/100 ml Org/L 12.6X106 1 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 0.0049 0.4 0.002 0.535 0.0002 0.08 32.39 0.0004 0.005 0.0003 0.0019 0.0748 0.5887 21.92 0.099 17.27 0.057 0.002 97.17 0.0008 0.0036 0.001 0.004 40.93 Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos Plata Aluminio Arsénico Boro Berilio Bario Calcio Cadmio Cerio Cobalto Cromo Cobre Hierro Potasio Litio Magnesio Manganeso Molibdeno Sodio Níquel Plomo Antimonio Selenio Sílice PTARYUN2 PATR03 LMP FÍSICOS 25 25 13.32 13.39 <35 7.28 7.28 6.5 – 8.5 3.30 3.44 865.3 831.7 QUÍMICOS ORGANICOS 7.20 7.94 100 28.30 27.97 200 3 3 150 0.5 0.5 20 2.43 2.68 1.82 1.86 1.33 1.31 BIOLÓGICOS 9.2x105 2.4X105 10 000 1 1 QUÍMICOS INORGÁNICOS 0.001 0.0005 0.03 0.03 0.001 0.001 0.398 0.399 0.0002 0.0005 0.04 0.04 21.10 20.89 0.0004 0.0004 0.002 0.003 0.0003 0.0005 0.0052 0.0027 0.0006 0.0007 0.0697 0.0643 21.64 21.32 0.064 0.092 12.38 12.29 0.051 0.050 0.002 0.002 90.88 90.46 0.0005 0.0005 0.0010 0.0008 0.001 0.001 0.003 0.003 48.72 48.79 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 21 BYung1 ECA CAT. 4 PARÁMETROS DE DISEÑO[1] (Afluente) PARÁMETROS DE DISEÑO (Efluente) 28 11.57 7.93 5.44 790.3 4.25 24.6 3 0.5 2.2 1.58 1.28 7.0 X104 1 0.0005 0.08 0.001 0.357 0.0002 0.049 20.99 0.0004 0.005 0.0003 0.0005 0.0008 0.124 20.8 0.084 11.83 0.02 0.002 80.6 0.0005 0.0005 0.001 0.003 43.34 335 10 300 15 5 PUNTOS DE MONITOREO PARÁMETRO Estaño Estroncio Titanio Talio Vanadio Zinc Mercurio UND. mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L PTARYUN1 PTARYUN2 PATR03 0.001 0.471 0.0164 0.003 0.0018 0.138 0.0001 0.001 0.347 0.0029 0.003 0.0020 0.022 0.0001 0.001 0.344 0.0029 0.003 0.0021 0.022 0.0001 LMP BYung1 ECA CAT. 4 PARÁMETROS DE DISEÑO[1] (Afluente) PARÁMETROS DE DISEÑO (Efluente) 0.001 0.333 0.007 0.003 0.0023 0.008 0.0001 Fuente: Elaboración propia en base a los resultados reportados en los Informes de Ensayos de Laboratorio S.A.G. Nota: Según la Memoria Descriptiva de la PTAR Yunguyo, se observa que del grupo de parámetros regulados por el sector, para el diseño de la calidad del efluente se consideraron la DBO5 y los SST, que en ambos casos cumplen con el LMP. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 22 1.8.6.2 Evaluación de la eficiencia de la PTAR La evaluación de la eficiencia de la PTAR Yunguyo, se ha realizado en base al valor promedio de la concentración de cada uno de los parámetros evaluados, aplicando la Ecuación 1 indicada en el numeral 1.8.3 cuyos resultados se presentan en la Tabla 1.4. Tabla 1.4: Resultados de la evaluación de la eficiencia de la PTAR-Yunguyo PARÁMETRO Temperatura Ph Oxígeno Disuelto Conductividad Eléctrica Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno Sólidos Suspendidos Totales Aceites y Grasas Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Fósforo Total Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos Plata Aluminio Arsénico Boro Berilio Bario Calcio Cadmio Cerio Cobalto Cromo Cobre Hierro Potasio Litio Magnesio Manganeso Molibdeno Sodio Níquel Plomo Antimonio Selenio Sílice Estaño Estroncio Titanio Talio Vanadio Zinc Mercurio UND. PARÁMETROS PTARYUN1 FÍSICOS °C 12.82 Und. 8.01 mg/L 0.20 uS/cm 1025.4 QUÍMICOS DBO5 181.48 DQO 392.67 mg/L 78.0 mg/L 5.4 mg/L 35.78 mg/L 23.92 mg/L 4.89 BIOLÓGICOS NMP/100 ml 12633333.3 Org/L 1 QUÍMICOS INORGÁNICOS mg/L 0.0049 mg/L 0.4 mg/L 0.002 mg/L 0.535 mg/L 0.0002 mg/L 0.08 mg/L 32.39 mg/L 0.0004 mg/L 0.005 mg/L 0.0003 mg/L 0.0019 mg/L 0.0748 mg/L 0.5887 mg/L 21.92 mg/L 0.099 mg/L 17.27 mg/L 0.057 mg/L 0.002 mg/L 97.17 mg/L 0.0008 mg/L 0.0036 mg/L 0.001 mg/L 0.004 mg/L 40.93 mg/L 0.001 mg/L 0.471 mg/L 0.0164 mg/L 0.003 mg/L 0.0018 mg/L 0.138 mg/L 0.0001 % REMOCIÓN PATR03 13.39 7.28 3.44 831.7 - 7.94 27.97 3.0 0.5 2.68 1.86 1.31 96.03 92.79 96.16 90.74 93.22 92.41 72.75 246333.3 1 92.69 0.00 0.0005 0.03 0.001 0.399 0.0002 0.04 20.89 0.0004 0.003 0.0005 0.0027 0.0007 0.0643 21.32 0.092 12.29 0.050 0.002 90.46 0.0005 0.0008 0.001 0.003 48.79 0.001 0.344 0.0029 0.003 0.0021 0.022 0.0001 79.45 92.50 40.00 25.59 0.00 56.28 34.86 0.00 57.14 0.00 99.24 88.17 1.28 35.47 28.32 10.93 0.00 6.48 40.00 71.96 0.00 18.18 -19.02 0.00 26.35 82.56 0.00 -15.09 83.82 0.00 Fuente: Elaboración propia en base a los resultados reportados en los Informes de Ensayos de Laboratorio S.A.G. 1.8.6.3 Discusión de resultados 1.8.6.3.1 Caudal El caudal afluente promedio para los tres días de monitoreo fue de 25 l/s (caudal constante), equivalente a 779 275 m3/año, mientras que el caudal efluente presentó una variación notable la cual osciló entre 28.3 y 76.5 l/s, con un valor promedio de 56.5 l/s. Es de señalar Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 23 que los caudales de los efluentes en cada una de las descargas del tanque de aeración fueron variables, sin tener en cuenta los criterios de operación y los tiempos de retención hidráulica en esta unidad de la PTAR Yunguyo, generando una sobrecarga de la unidad de desinfección. 1.8.6.3.2 Temperatura La temperatura del agua ya sea en un cuerpo natural de agua, en las aguas residuales o en las PTAR es el potencial o grado calorífico que tiene un influencia notable en el comportamiento del metabolismo biológico, así mismo influyen en las reacciones químicas y las velocidades de reacción; donde las variaciones de ésta a lo largo del tiempo, dependen de la época del año, no obstante en las aguas residuales que fluyen por el sistema de alcantarillado, puede ser mayores y sin mucha variación temporal, respecto a las aguas de los cuerpos de aguas superficiales. Los valores medios de temperatura registrados en los tres días de monitoreo para los puntos de monitoreo PTARYUN01, PTARYUN02 y PTARYUN03 (afluente y efluentes), respectivamente, fueron: en el primer día 12.3, 13.7 y 13.6°C; en el segundo día 12.8, 13.3 y 13.3°C; y en el tercer día 12.4, 12.8 y 13.0°C. Se presentó mayor variación de este parámetro en los efluentes como consecuencia del calentamiento de la masa líquida en los tanques de aeración en horas de la mañana, mientras que el agua residual cruda (afluente) mantiene una temperatura más baja y con menor variación, ya que el sistema de colección (tuberías) de aguas residuales se encuentran enterrados, lo que favorece que la temperatura se uniformemente más bajas (Fig. 1.17). Fig. 1.17. Valores de temperatura determinados en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo 1.8.6.3.3 pH El promedio de valores de pH registrados en los días del monitoreo fueron: en el primer día 8.28, 7.31 y 7.40; en el segundo día 7.95, 7.28 y 7.21; en el tercera día 8.01, 7.24 y 7.23, medidos en el los puntos de monitoreo PTARYUN01, PTARYUN02 y PTARYUN03 (afluente y efluente) respectivamente. Los valores en el segundo y tercer día fueron muy similares; sin embargo, en el primer día, el afluente fue un poco más básico con un pH de 8.28. Asimismo, se aprecia una disminución de los valores del pH entre el afluente y los efluentes de la PTAR Yunguyo, lo que puede atribuirse a la disminución de concentración de Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 24 sales de las aguas residuales, como resultado del tratamiento en los tanques de aeración (Fig. 1.18). El pH es un parámetro muy importante, cuya concentración inadecuada en las aguas residuales genera dificultades para el tratamiento mediante procesos biológicos; así mismo en el efluente de las PTAR, puede influenciar negativamente en la concentración del Ion hidrógeno en las aguas naturales, de allí la importancia de su evaluación. Fig. 1.18. Valores de pH determinados en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo Los valores de pH registrados en las aguas residuales a nivel de la PTAR, presenta un comportamiento heterogéneo, sin embargo no transgrede el Límite Máximo Permisible. 1.8.6.3.4 Oxígeno disuelto (OD) El afluente a la PTAR Yunguyo en los tres días de monitoreo presentó concentraciones bajas de OD, con valor promedio de 0.24 mg/l, característico de las aguas residuales municipales crudas; mientras que en el efluente se registraron valores promedio entre 3.15 y 3.31 mg/l, para los puntos de monitoreo PTARYUN02 y PTARYUN03, respectivamente (Fig. 1.19). Durante el monitoreo se constató la presencia malos olores en las primeras horas del día, generados en los tanques de aireación. Se observó el ascenso de burbujas de gas desde el fondo del tanque, ello debido al funcionamiento intermitente del sistema de aireación de la PTAR Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 25 Fig. 1.19. Valores de oxígeno disuelto determinados en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo Las aguas residuales se caracterizan por una notoria anoxia típico de las aguas residuales crudas, sin embargo como producto del tratamiento, la concentración aumenta hasta concentraciones medias superiores a 3 mg/L, considerada baja si se tiene en cuenta que el sistema trabaja con sistemas de aireación. 1.8.6.3.5 Conductividad eléctrica (CE) El promedio de valores de conductividad eléctrica (C.E) registrados en los días del monitoreo fueron: en el primer día 1 368, 888 y 888 μS/cm, en el segundo día 940, 857 y 846 μS/cm y en el tercer día 808, 825 y 821 μS/cm; medidos en los puntos de monitoreo PTARYUN01, PTARYUN02 y PTARYUN03 (afluente y efluente), respectivamente. Los valores en el segundo y tercer día fueron muy similares; sin embargo, en el primer día, el afluente presento una conductividad mayor (Fig. 1.20). Fig. 1.20. Valores de conductividad eléctrica determinados en el afluente y efluentes de la PTAR - Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 26 1.8.6.3.6 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) La DBO5 es un parámetro importante tanto en el diseño de sistemas de tratamiento de aguas residuales municipales, como en la evaluación del mismo, ya que esta expresa la carga de materia orgánica que tiene que ser removida durante el proceso de tratamiento, a fin de evitar efectos negativos en los cuerpos de agua donde se realizan los vertimientos tratados. La concentración promedio de la DBO 5 en el punto de monitoreo PTARYUN01 (afluente) fue de 181.48 mg/l y en los puntos PTARYUN02 (intermedio) y PTARYUN03 (efluente) fue de 7.20 y 7.94 mg/l respectivamente; en ambos casos concentraciones muy por debajo de los 100 mg/l establecidos en el LMP para efluentes de PTAR (Fig. 1.21). La eficiencia promedio en la remoción de DBO5 fue de 96.03%. Este resultado indica que el la PTAR Yunguyo es muy eficiente en la remoción de materia orgánica, incluso superando los porcentajes de remoción de DBO5 (95%) recomendados para procesos de tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados, según la Norma Técnica de Edificación OS.090 para Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. En el punto de monitoreo BYUNG01 los valores de DBO 5 presentaron un valor de 4.25 mg/l, inferior al ECA Cat. 4 establecido (5 mg/l). Es decir que la carga orgánica procedente del efluente de la PTAR Yunguyo no afecta las condiciones naturales de la Bahía de Yunguyo en el lago Titicaca. Para mantener el adecuado desempeño de la PTAR es necesario realizar la remoción del lodo acumulado, y operar alternadamente las dos cámaras de aeración con un control minucioso de las tasas de aeración sumistradas en cada una de ellas, aspecto que no fue percibido durante el periodo de observación de campo. Fig. 1.21. Concentraciones de DBO5 en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. 1.8.6.3.7 Demanda química de oxígeno (DQO) La concentración de la DQO en el afluente (aguas residuales crudas) es muy variable en el tiempo, sin embargo la concentración media de éste parámetro fue de 393 mg/l, con una variación entre 204 y 558 mg/l durante el periodo de evaluación. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 27 Con respecto a las concentración media de DQO registrada en el efluente fue de 28 mg/l para ambos puntos (PTAR2 y PTAR3), concentración significativamente inferior al valor establecido en los LMP (200 mg/l), por ende esta concentración indica que la PTAR Yunguyo es muy eficiente en la remoción de DQO con un 93% de (Fig. 1.22). Los resultados sugieren la existencia de un comportamiento similar de las concentraciones medias de DBO5 y DQO calculadas durante los tres días de evaluación. Fig. 1.22. Concentraciones de DQO en el afluente y efluentes de la PTAR-Yunguyo 1.8.6.3.8 Sólidos suspendidos totales (SST) Los sólidos suspendidos totales disueltos, están constituidos por sólidos sedimentables, sólidos y materia orgánica en suspensión o coloidal, que son retenidos en el elemento filtrante; por ende los SST o el residuos no filtrable de una muestra de agua doméstica o industrial, se define como la porción de sólidos retenidos por un filtro de vidrio, que posteriormente se seca a 103 – 105 ºC hasta obtener un peso constante. Los SST, son principalmente de naturaleza orgánica, contenidos en el agua residuales. La mayor parte de estos derivan de desechos humanos, desperdicios de alimentos, papel, trapos, y células biológicas, que forman una masa de sólidos suspendidos en el agua. La concentración de SST en el afluente (aguas residuales crudas) varió entre 67 y 89 mg/l, con un promedio de 78 mg/l, mientras que en el efluente en promedio presentó concentraciones de 3 mg/l, valor muy por debajo de los 150 mg/l que el establecido como LMP para efluentes de PTAR (Fig. 1.23). La eficiencia media de remoción de SST es de 96%, es decir que la PTAR Yunguyo es muy eficiente en la reducción de carga de SST, incluso superando los porcentajes de remoción de SST (95%) recomendados para procesos de tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados, según la Norma Técnica de Edificación OS.090 para Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 28 En el punto de monitoreo BYUNG01 los valores de SST presentaron un valor de 3 mg/l, significativamente inferior al ECA establecido (25 mg/l). Lo que sugiere que los efluentes de la PTAR Yunguyo no estarían generando mayor afectación a las condiciones naturales de la Bahía de Yunguyo en el lago Titicaca. Fig. 1.23. Concentraciones de SST medidos en el afluente y el efluentes de la PTAR Yunguyo 1.8.6.3.9 Aceites y grasas (A y G) Altas concentraciones de A y G en aguas residuales municipales constituyen problemas serios para las PTAR, ya que influyen negativamente en los procesos biológicos del sistema de tratamiento, reducen la re oxigenación a través de la interface aire-agua, reduciendo la concentración de oxígeno disuelto y absorbiendo la radiación solar, afectando finalmente la actividad fotosintética. Los A y G en el afluente varió entre 5 y 6.2 mg/l, con un promedio de 5.4 mg/l para ls tres días de evaluación, mientras que en los efluentes (PTAR2 y PTAR3) en promedio fue de 0.5 mg/l, concentración muy por debajo de los 20 mg/l establecidos en los LMP para efluentes de PTAR (Fig. 1.24). Estos valores indican que la PTAR Yunguyo es muy eficiente en la remoción de aceites y grasas, con un 91%. En el punto de monitoreo BYUNG01 los valores de A y G presentaron un valor de 0.5 mg/l, ligeramente superior al ECA Cat. 4 (ausencia de película visible). Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 29 Fig. 1.24. A y G medidos en el afluente y el efluente de la PTAR- Yunguyo 1.8.6.3.10 Nitrógeno total (NT) y nitrógeno amoniacal (NA) El NT es la suma de todas las formas de nitrógeno (orgánico e inorgánico), la importancia de su análisis radica en conocer la concentración en los efluentes, ya que altas concentraciones, conjuntamente con el Fósforo, desencadenan los indeseables procesos de eutrofización de los cuerpos naturales de agua receptores de aguas residuales. El NT en los puntos de monitoreo PTARYUN01 (aguas residuales crudas), PTARYUN02 (punto intermedio de la PTAR) y PTARYUN03 (efluente) presentaron valores promedios de 35.8, 2.4 y 2.7 mg/l, respectivamente, alcanzando una eficiencia de remoción de NT de 93.2% (Fig. 1.25). Fig. 1.25. NT medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo El nitrógeno amoniacal (NA) es uno de los compuestos transitorios en el agua, cuya concentración está determinada por la actividad biológica. Es el producto natural de Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 30 descomposición de todos los compuestos orgánicos nitrogenados, los cuales en las aguas residuales municipales, suelen estar presentes en altas concentraciones. La concentración de nitrógeno amoniacal en el afluente fue de en promedio de 23.92 mg/l; mientras que en los efluentes PTARYUN02 y PTARYUN03 las concentraciones promedio fue de 1.82 y 1.86 mg/l respectivamente, alcanzando una eficiencia de 92.4% (Fig. 1.26); sin embargo la concentración del efluente no satisface el ECA Cat.4. Fig. 1.26. Nitrógeno amoniacal en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. Los niveles de NT y NA determinados en BYUNG01 alcanzaron valores de 2.2 y 1.6 mg/l, respectivamente, los que superan considerablemente los ECA de la Cat. 4 (Conservación del ambiente acuático) establecidos en 1.6 y 0.02 mg/l respectivamente, cuya fuente de dichos parámetros son las aguas residuales procedente de la PTAR Yunguyo y la materia orgánica propia del cuerpo de agua. 1.8.6.3.11 Fósforo total (PT) El Fósforo total (PT) incluye todas las formas de fósforo de origen orgánico e inorgánico; es considerado un nutriente esencial para el crecimiento de los organismos acuáticos, por lo que altas concentraciones en los efluentes procedentes de una PTAR en cuerpos naturales de agua, estimulan el crecimiento de macro organismos y microorganismos fotosintéticos, donde altas concentraciones de estos organismos resultan ser nocivas para el cuerpo de agua. Este proceso es conocido comúnmente como eutrofización7, de allí la importancia de la evaluación de su concentración en el efluente de la PTAR Yunguyo. 7 Eutrofización: Según la Organización para la Cooperación Económica y Desarrollo (OCDE, 1982), define a la eutroficación como “el enriquecimiento de nutrientes de las aguas, que provoca la estimulación de una serie de cambios sintomáticos, entre los que el incremento en la producción de algas y macrófitas, el deterioro de la calidad de agua y otros cambios resultan indeseables e interfieren con la utilización del agua “. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 31 La concentración de PT determinados en PTARYUN01 (aguas residuales crudas), PTARYUN02 (efluente intermedio) y PTARYUN03 (efluente) presentaron valores promedios de 4.9, 1.3 y 1.3 mg/l, respectivamente, alcanzando una eficiencia de PT de 72.8% (Fig. 1.27). Si bien este valor puede ser considerado significativo en términos de remoción, sin embargo no es un valor recomendable para ser descargado en el lago Titicaca, en el cual las concentraciones son muy bajas correspondiendo a un lago de naturaleza oligotrófica8, cuyas concentraciones son menores a 10 ug/L. La concentración de PT en BYUNG01 alcanzó un valor de 1.3 mg/l, la cual supera hasta en 3 veces el valor ECA (0.4 mg/l). La alta concentración de PT encontrado en la bahía de Yunguyo (lago Titicaca) sugiere que los constantes vertimientos de aguas residuales efectuados, asociadas a los escurrimientos o infiltraciones de las aguas de lluvia a través de los suelos agrícolas habrían generado la alteración de la calidad natural de las aguas de esta bahía, llevándola a un estado de eutrofización. Fig. 1.27. PT medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. Considerando que el lago Titicaca a excepción de la Bahía Interior de Puno (cuerpo de agua eutrófico) y de la Bahía Mayor de Puno (cuerpo de agua mesoeutrófico), el lago Mayor, es un cuerpo de agua oligotrófico, aspecto importante a ser tomado en cuenta a la hora de pensar en usarlo como cuerpo receptor de efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales. Si no se considera la remoción de nutrientes (N y P) hasta niveles aceptables, se corre el riego que las zonas donde se pretenda descargar los efluentes, con el paso del tiempo serán afectadas severamente por la indeseable eutrofización. 1.8.6.3.12 Coliformes termotolerantes (CT) La concentración promedio de coliformes termotolerantes (CT) en el afluente fue de 1.3 x 107 (PTAR1); y de 9.2 x 105 en el punto de monitoreo PTARYUN02. En el efluente (PTARYUN03) la carga de coliformes disminuye notablemente debido a la acción de desinfección ultravioleta (UV) a la que se someten los efluentes de la PTAR Yunguyo (Fig. 8 Lago oligotrófico: cuerpo de agua con baja productividad primaria, como resultado de la baja concentración de nutrientes. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 32 1.28; sin embargo, esta reducción no cumple con el LMP (10 000 NMP/100 mL), superando en promedio 25 veces el valor del LMP. La elevada cantidad de CT en el efluente afecta significativamente la calidad del agua del cuerpo receptor, constatándose en promedio el NMP de CT en BYUNG01 es 70 veces superior al ECA Cat. 4, lo cual cobra mayor importancia si se considera que la zona de descarga es el lago Titicaca donde se practican actividades como la pesca. La eficiencia en la remoción de CT promedio durante la investigación alcanzó un valor de 93%, valor considerado alto, no obstante en términos de eficiencia de remoción no satisface los LMP, y afecta la calidad del cuerpo receptor. La causa está relacionada con la turbidez y el color del agua del efluente, factores que en cierta forma protegen a los microorganismos de los efectos de la luz ultravioleta. Es un tema superable, ya que tiene que ver con la operación de la PTAR. Este es un aspecto que debe ser tomado en cuenta en el monitoreo de la calidad del efluente. Para mejorar las condiciones de operación de la PTAR Yunguyo con la finalidad de asegurar y mantener la eficiencia expresada en la remoción de los parámetros estudiados, así como aumentar la eficiencia en la remoción de CT, es recomendable que la PTAR Yunguyo cuente de manera urgente con el correspondiente manual de operación y mantenimiento para cada una de las unidades que la conforman, ello en el sentido que no se tienen los respectivos registros de actividades de limpieza y mantenimiento, ni de la periodicidad con la que se llevan a cabo, lo que de alguna manera estaría limitando la remoción de CT. Asimismo, se requiere incluir en el manual de operación y mantenimiento el cálculo de los tiempos de retención hidráulica para cada una de las unidades de la PTAR, ya que durante la evaluación se constató que éstos son determinados arbitrariamente por el personal encargado de la operación de la planta, sin tener en cuenta las características de los afluentes. Debe incluirse igualmente en dicho manual los volúmenes de descarga óptimos de los tanques de aeración que permitan efectuar una desinfección eficiente de los efluentes y no generar una sobrecarga a la unidad de desinfección UV con que cuenta la PTAR Yunguyo. Fig. 1.28. Carga de CT medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 33 1.8.6.3.13 Huevos de helmintos (HH) Los huevos de helmintos (HH) (gusanos parásitos), en términos específicos, son los de mayor riesgo de transmisión de enfermedades, debido a su alta resistencia a los procesos de tratamiento convencionales, y a sus largos periodos de supervivencia en el ambiente. Estos incluyen un grupo números de organismos como los nematodos intestinales 9, tremátodos10 y cestodos11. Los resultados de laboratorio indicaron que en el total de muestras analizadas el número de HH fue inferior a uno, lo que quiere decir que existe una buena remoción de este tipo de organismos; por ende la calidad del agua, puede ser utilizada para fines agrícolas. 1.8.6.3.14 Metales totales Se analizaron treinta metales, cuyas concentraciones no superaron los valores de los ECA para Agua en la Categoría 4: Conservación y preservación del ambiente acuático. Aunque no existen LMP para este tipo de parámetros en aguas residuales, los resultados obtenidos dan una idea complementaria de la calidad de las aguas residuales municipales de Yunguyo (Ver Anexos), y su comportamiento durante el proceso de tratamiento. Los porcentajes de remoción en la concentración de los metales se dieron en la mayoría de ellos, exceptuando en cromo, sílice y vanadio en los que presentaron un incremento en su concentración (Fig. 1.29 a 1.32). Mercurio (Hg) Las concentraciones de Hg en los cuatro puntos de monitoreo se encontraron por debajo de 0.0001 mg/l, que puede ser considerado como el valor mínimo cuantificable del método empleado para su determinación. Para BYUNG01 la concentración de Hg es inferior a lo establecido en los ECA, lo que sugiere la inexistencia de riesgos por contaminación de Hg. Fig. 1.29. Metales totales medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. 9 Nemátodos intestinales: Parásitos (Áscaris lumbricoides, Trichuris trichiura, Necator americanus y Ancylostoma duodenale, entre otros) cuyos huevos requieren de un período latente de desarrollo antes de causar infección y su dosis infectiva es mínima (un organismo). Son considerados como los organismos de mayor preocupación en cualquier esquema de reutilización de aguas residuales. Deben ser usados como microorganismos indicadores de todos los agentes patógenos sedimentables, de mayor a menor tamaño (incluso quistes amibianos) (Norma técnica OS.90). 10 Tremátodos: Gusanos aplanados dorsoventralmente, mult.icelulares, asegmentados y de simetría bilateral, ejemplo Fasciola hepática. 11 Cestodos: Organismos considerados exclusivamente parásitos, entre ellos la tenia. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 34 Fig. 1.30. Metales totales medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 35 Fig. 1.31. Metales totales medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 36 Fig. 1.32. Metales totales medidos en el afluente y efluentes de la PTAR Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 37 1.9 POSIBILIDAD DE REUSO DE LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS El reuso de aguas residuales municipales, es una práctica cotidiana en otras regiones del país, principalmente en la costa sur del Perú; sin embargo en el departamento de Puno, no es común debido a que no existen sistemas de tratamiento adecuado, así como por cuestiones culturales; sin embargo aguas residuales adecuadamente tratadas, constituyen una fuente alternativa importante de recurso hídrico para fines agrícolas; ya que estas contienen materia orgánica, y principalmente nutrientes, que pueden ser muy bien aprovechados en la agricultura. AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES CRUDAS PTAR-Yunguyo Efluente con calidad adecuada Reuso en agricultura Riego de cultivos de tallo bajo Papas Oca Cebada Avena Habas Riego de cultivos de tallo alto Queñua Eucalipto Ciprés Pino Fig. 1.33. Esquema básico del reuso de aguas residuales municipales tratadas Los beneficios del reuso se traducen en incremento de la oferta hídrica, principalmente en los meses de estiaje (junio-diciembre), aporte de nutrientes para los cultivos, la posibilidad de la ampliación de la frontera agrícola siempre y cuando se trate de caudales importantes, y quizá el principal sea, dejar de descargar nutriente en el lago Titicaca. La idea del reuso, es transformar el problema ambiental que representan las aguas residuales en un recurso disponible con beneficios económicos. Con la finalidad de determinar la posibilidad de reuso de las aguas residuales tratadas de la PTAR Yunguyo, con los datos de calidad del efluente obtenido, se ha realizado la evaluación, tomando como criterio las Directrices sobre calidad microbiológica de las aguas residuales para agricultura de la OMS (Tabla 1.3). Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 38 Tabla 1.5. Directrices de la OMS sobre calidad microbiológica de las aguas residuales reusadas en agriculturaa Condición de aprovechamiento Categoría A B C Riego de cultivos que comúnmente se consumen crudos, campos de deportes, parques públicos Riego de cultivos de cereales, industriales y forrajeros, praderas y árbolese Riego localizado en la categoría B, cuando ni los trabajadores ni el púbico está expuesto Grupo expuesto Nematodos intestinalesb (Media aritmética nº de huevos por litroc) Coliformes fecales (Media geométrica nº por 100 mlc) Trabajadores, consumidores, pública <o=a1 < o = a 1.000d Trabajadores <1 No se recomienda ninguna norma Ninguno No se aplica No se aplica Calidad del efluente PTAR-Yunguyo Nematodos = 0 HH/L C. Termt. = 79 000 NMP/mL Fuente: OMS 1982 Dónde: a. En casos específicos se debería tener en cuenta los factores epidemiológicos, socioculturales y ambientales de cada lugar y modificar las directrices de acuerdo a ello. b. Especies Áscaris y Trichuris y anquilostomas. c. Durante el período de riego. d. Conviene establecer una directriz más estricta (< 200) coliformes fecales por 100 ml) para prados públicos, como los de los hoteles, con los que el público puede entrar en contacto directo. e. En el caso de los árboles frutales, el riego debe cesar dos semanas antes de cosechar la fruta y ésta no se debe recoger del suelo. No es conveniente regar por aspersión. Los parámetros de Nematodos cumple con el valor guía de la OMS, más no los Coliformes termotolerantes12, los cuales exceden ampliamente el valor guía, constituyendo el parámetro restrictivo para riego de cultivos de tallo bajo, más no para el riego de cereales (avena y cebada) o para el riego de forestales. El tema de reusos de las aguas residuales tratadas, es un aspecto importante a ser tomado en cuenta en el diseño de las plantas de tratamiento de aguas residuales que se proponga para las ciudad del ámbito de la cuenca del lago Titicaca; aunque pareciera que pueden existir restricciones climatológicas que imposibilitan el riego durante todo el año, de allí la alternativa de que los efluentes sean reusado en el cultivo de forestales. 12 Coliformes termotolerantes: bacterias que forman parte del grupo Coliforme, bacilos gram – negativos, no esporulados que fermentan la lactosa con producción de ácido y gas a 44.5 ± 0,2 °C dentro de las 24 ± 2 hrs. La mayor especie en el grupo de coliformes termotolerantes es la E. Coli. (CEPIS – 2000). Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 39 1.10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En general, los altos niveles de remoción de parámetros a excepción de los Coliformes termotolerantes, sugieren que el tratamiento de aguas residuales en la PTAR Yunguyo es muy eficiente, incluso superando los porcentajes de remoción de DBO y SST recomendados para procesos de tratamiento de aguas residuales mediante Planta de tratamiento de lodos activados, según la Norma Técnica de Edificación OS.090. La calidad del efluente final de la PTAR Yunguyo cumple con los LMP en términos de remoción de DBO5, DQO, SST, pH y A y G con porcentajes de remoción superiores al 90%; no obstante no logra alcanzar el nivel de eficiencia requerido para la remosión de CT, ya que los efluentes presentaron en promedio valores 25 veces superiores al LMP establecido (1 x 105 NMP/100 ml). La elevada cantidad de CT en el efluente final afecta significativamente la calidad del agua del cuerpo receptor, constatándose en promedio el NMP de CT en BYUNG01 es 70 veces superior al ECA, lo cual cobra mayor importancia si se considera que la zona de descarga es el lago Titicaca donde se practican actividades como la pesca. La deficiente remoción de CT en los tanques de aeración, principalmente en el sistema de desinfección UV sugiere que la PTAR se debe a la presencia de turbidez y color del agua, aspectos que protegen a los organismos de los efectos de la luz ultravioleta. La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo no remueve nutrientes (Ntotal N-NH3 y Ptotal) a niveles ecológicamente aceptables, por ende constituyen la principal causa de eutrofización del cuerpo receptor, en este caso la zona nor oeste de la bahía de Yunguyo-lago Titicaca; siendo este un aspecto importante a ser tomado en cuenta en el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales. La remoción de nutrientes de las aguas residuales municipales, es un aspecto determinante en la selección del método de tratamiento, esto si se opta por el vertimiento de efluentes en el lago Titicaca u otros lagos o lagunas. El efluente de la PTAR Yunguyo pueden ser reusado en el riego de cultivos de tallo bajo (excepto los de consumo) y para el riego de plantas de tallo alto; por lo que se considera recomendable socializar las ventajas del reuso de aguas residuales tratadas, entre ellas evitar la eutrofización del cuerpo receptor, así como el aprovechamiento de nutrientes y materia orgánica en agricultura. Se recomienda incluir en el manual de operaciones, el cálculo de los tiempos de retención hidráulica para cada una de las unidades de la PTAR, ya que se constató durante la evaluación, que éstos son determinados arbitrariamente por el personal de operaciones, sin tener en cuenta las características de los afluentes. Debe incluirse también en el manual de operaciones los volúmenes de descarga óptimos de los tanques de aeración que permitan efectuar una desinfección eficiente de los efluentes y no generar una sobrecarga a la unidad de desinfección UV con que cuenta la PTAR Yunguyo. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 40 Capítulo II: SONDEO DE LA DISPONIBILIDAD A PAGAR POR EL SERVICIO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – YUNGUYO 2.1 INTRODUCCIÓN A pesar de los beneficios ambientales y sociales que significa la implementación de sistemas de saneamiento básico, la falta de concientización en relación al problema ambiental que representan las descargas de aguas residuales en los cuerpos naturales de agua, constituye una limitación cuando se planea implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales municipales. En muchos casos se pueden diseñar modernos sistemas de tratamiento (PTAR), sin embargo a la hora de evaluar la sostenibilidad en términos de costos de operación y mantenimiento, están no resultan ser viables, ya que los costos de operación y mantenimiento implican un incremento sustantivo en el recibo de pago por el servicio. Un tema crucial desde el punto de vista social y político en el ámbito del departamento de Puno, cuyo incremento de tarifas del servicio de saneamiento, genera el rechazo de la población, la que en muchos casos terminan en protestas callejeras. Otro aspecto importante de resaltar, es que en muchos casos la socialización integral de los alcances técnicos, sociales, ambientales y económicos de los proyectos de saneamiento integral, y en particular de PTAR, no es la adecuada ni la suficiente, como consecuencia de ello la población usuaria no es muy bien informada, a tal punto, que mucha gente desconoce de los alcances del proyecto; situación que a la hora de aplicar el incremento de la tarifa, genera descontento y rechazo. Por ello, en los proyectos que plantean soluciones de saneamiento con tratamiento o no, se ha considerado conveniente indagar por la voluntad de pago y la capacidad económica de los usuarios para realizar el pago que asegure la operación y mantenimiento de la PTAR, especialmente donde no existe tradición de pago. En desarrollo de los proyectos que han involucrado los estudios de disponibilidad a pagar (DAP) por el servicio de tratamiento de aguas residuales, su principal logro es identificar una alta voluntad de pago por parte de los usuarios que reflejan su interés por disminuir los impactos ambientales de sus aguas residuales. Aspecto muy importante, porque si no se logra el aseguramiento del pago para la operación y mantenimiento, estos terminan siendo subvencionados por la municipalidad o la EPS. La Municipalidad Provincial de Yunguyo, cuenta con una moderna Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de lodos activados, que funciona desde el año 2013; sin embargo los Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 41 costos de operación y mantenimiento no son conocidos por la población, quienes finalmente deben asumirlo. En el presente capítulo se presentan los resultados obtenidos en la indagación sistemática acerca de la DAP para operar y mantener la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Yunguyo, ubicada en el distrito y provincia de Yunguyo, departamento de Puno, a partir de la aplicación de las encuestas y técnicas participativas para determinarla. 2.2 2.2.1 OBJETIVOS Objetivo general Evaluar las condiciones relacionada a la disponibilidad a pagar de los habitantes de la ciudad de Yunguyo por el tratamiento de aguas servidas que son realizadas por la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la Municipalidad de Yunguyo – Puno. 2.2.2 Objetivos específicos 2.3 Realizar un diagnóstico socioeconómico de la población atendida por la planta de tratamiento de aguas servidas. Determinar la capacidad y disponibilidad de pago en la población atendida por la PTAR ubicado en el municipio de Yunguyo, mediante la aplicación del método de Valoración Contingente (VC). Conocer la percepción que tiene la población sobre la problemática de la contaminación ambiental del Lago Titicaca y la urgencia de su solución. JUSTIFICACIÓN En la reunión del 27 de enero de 2015, convocada por la Presidencia de la Comisión Multisectorial para la Prevención y Recuperación Ambiental del Lago Titicaca, a la que asistieron representantes del MINAM, IMARPE Laboratorio Continental Puno, Proyecto Especial Binacional Lago Titicaca (PELT), Universidad Nacional de Juliaca, Universidad Nacional del Altiplano - Puno, Colegio de Biólogos de Perú, Consejo Regional XV Puno y CONCYTEC Oficina Regional Puno, se consideró pertinente que para aportar información técnica que contribuya a definir las líneas científicas y tecnológicas a considerar en el desarrollo de proyectos de tratamiento de aguas residuales para la cuenca del lago Titicaca, es necesaria la evaluación de la eficiencia de la PTAR de Yunguyo, para el cual se conformó el sub grupo integrado por; ANA13, PELT14, UNAJ15 y UNAP16. En ese contexto, teniendo en consideración los alcances que implica, construir y operar una PTAR, se consideró pertinente evaluar en primer lugar las características socioeconómicas de la población de la ciudad de Yunguyo, para conocer la percepción de los usuarios respecto a la importancia y valoración del recurso hídrico, además la Disponibilidad a pagar por el servicio de tratamiento de sus aguas residuales. El medio ambiente debido a su característica de bien público, a la falta de regulación de los derechos de propiedad y de las externalidades, en la mayoría de los casos no cuenta con precios de mercado que reflejen su verdadero valor. Este hecho, trae como consecuencia la generación de ineficiencia económica en el uso de los recursos naturales y ambientales debido a que estos no son asignados a los diversos usos según su verdadero valor. El objetivo de la valoración económica de impactos ambientales consiste en averiguar cómo puede traducirse en unidades monetarias el cambio originado en el bienestar de las personas, al 13 ANA: Autoridad Nacional del Agua PELT : Proyecto Especial Binacional Lago Titicaca 15 UNAJ : Universidad Nacional de Juliaca 16 UNAP : Universidad Nacional de Puno 14 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 42 alterarse la calidad del medio ambiente. De otro lado, es conocido que la teoría microeconómica proporciona una serie de medidas que permiten medir el cambio en el bienestar individual; la evaluación económica del medio ambiente desarrolla procedimientos apropiados para identificar en situaciones reales, las medidas monetarias teóricas de los cambios originados por las transformaciones ambientales17. Las situaciones que se pretenden valorar económicamente con relación a los bienes y servicios ambientales, son normalmente de tres tipos, de acuerdo a Herruzo, 2002. En primer lugar, se interesa en conocer la valoración de los servicios que proporciona un determinado recurso ambiental (por ejemplo, un espacio natural). En segundo lugar se interesa en conocer el daño ocasionado, por las actividades económicas sobre el medio natural (flujos de contaminación, reducción de la calidad y cantidad de recursos naturales) y por último, los beneficios de estas acciones cuando causan mejoras ambientales. Según Chapter (2005), el primer enfoque de valoración utiliza una serie de métodos catalogados como “métodos indirectos o preferencias reveladas” que se basan en la utilización de observaciones sobre el comportamiento de los individuos en mercados convencionales que se relacionan con los bienes no mercaderables; las metodologías indirectas se desarrollaron como sustitutos para mercados con fallas, y parten del hecho de que existen unas preferencias reveladas por parte de los individuos. Por lo tanto, si los consumidores pagan un precio por un bien, por lo menos éste precio será el valor que representará para ellos en términos de utilidad. El enfoque directo, se encuentra representado por el Método de Valoración Contingente, llamado también método de construcción de mercados hipotéticos. Este método plantea la construcción del mercado del bien a valorar mediante el planteamiento de preguntas directas de Disponibilidad A Pagar (DAP) por parte de las personas bajo situaciones hipotéticas. Estas preguntas buscan averiguar y construir las preferencias de los individuos por el bien ambiental y/o recurso natural, es el único método capaz de estimar el valor total de un recurso, es decir, tanto el valor de uso como el de no uso (o el de existencia) de un recurso natural o ambiental (Chapter, 2005). A través de una encuesta directa dirigida a la población y a partir de cuyos resultados se pueda derivar tanto el valor de uso como el valor de existencia del flujo de servicios en cuestión, igualmente una respuesta positiva a una pregunta sobre la disponibilidad de pago depende tanto de los atributos socioeconómicos del encuestado, edad, ingreso, género, educación, preferencias, etc; como de los atributos de calidad y de cantidad del bien ambiental que se ofrece (Rueda Et al, 2003) La DAP es un valor que depende de características observables y no observables, es decir, desde el punto de vista estadístico es una variable aleatoria, y por lo tanto para estimarla se pueden usar métodos estadísticos paramétricos, no paramétricos y/o semi paramétricos. Otro motivo de descarte es que tampoco está claro que la forma de la distribución de la DAP sea unimodal, como se aplica habitualmente en los estudios de valoración contingente en los que se usan métodos de regresión como los modelos Logit o Probit. (Sanz, 2001) Una de las bondades más claras, identificadas tanto en la teoría como en la práctica, resultantes de la aplicación del método de VC (Valoración Contingente) es la sostenibilidad de las inversiones que se lograría como resultado de la posibilidad de contar con información sobre las regiones hacia las cuales ellas deberían dirigirse, establecer tarifas acorde a las condiciones de oferta (costos) y de demanda (capacidad y disponibilidad a pagar). (Ríos, 2006). 17 El conjunto de procedimientos que persigue se conoce como métodos económicos de valoración ambiental. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 43 2.4 DESARROLLO DEL ESTUDIO 2.4.1 Organización Para el desarrollo de la encuesta se constituyó un equipo técnico al interior de la Subdirección de Gestión de Calidad de los Recursos Hídricos y la unidad de planeamiento y presupuesto de la Autoridad Administrativa del Agua –XIV Titicaca. Se contó con un grupo de encuestadores, estudiantes de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Altiplano-Puno. La conducción estuvo a cargo de un coordinador especialista de la Subdirección de Gestión de Calidad de los Recursos Hídricos de la AAAXIV Titicaca. Dos profesionales estuvieron en el proyecto en todas las actividades de la encuesta supervisando al grupo de encuestadores en la toma de información. Los aspectos administrativos estuvieron bajo la responsabilidad de la AAA-XIV Titicaca. 2.4.2 Zona de estudio El estudio se realizó en la ciudad de Yunguyo, ubicada en el distrito y provincia de Yunguyo, región Puno, república del Perú, entre los lagos Titicaca y Huiñaymarca, frontera con la provincia de Manco Cápac de la república de Bolivia. Se encuentra a una altitud de 3826 msnm., latitud sur 16°14´12, longitud oeste 69°05´27. Según el Censo Nacional de Población y Vivienda 2007, el distrito de Yunguyo tiene una población total de 28,367 habitantes, predominantemente rural, con un 57.9% y el 42.1% corresponde a la población urbana. 2.4.3 Delimitación de la zona de estudio El ámbito de estudio comprendió la ciudad de Yunguyo, la cual metodológicamente fue dividida en 4 sectores, en las que se delimitaron en 23 polígonos los cuales se detallan en el siguiente cuadro: Tabla 2.1: Delimitación de la zona de estudio SECTOR POLÍGONO 1 2 A 3 4 5 6 1 2 B 3 4 5 1 C 2 3 4 CALLES COMPRENDIDAS Av. Panamericana, Av. Victor Andres Belaunde, Jr. Puno, Jr. Lima, prolongación Jr. Titicaca y Jr. Cesar Vallejo. Jr. Argentina, Av. Brasil, Jr Tupac Catari, Av. Buenos Aires, Jr. Blanco Galindo, Pasaje Manuel Prado, Av. Víctor Andrés Belaunde, Jr. Santa Beatriz y Av. Ramón Castilla. Jr. Santa Beatriz, Av. Ejército, Jr. Titicaca, Jr. Tarapacá, Jr. 28 de Julio, Jr. San Francisco, Jr. Audibert, y Prolongación Av. Brasil. Jr. Arica, Jr. Titicaca, Jr. Tarapacá, Jr. Puno, Jr. San Francisco, Jr. Junin y Jr. Independencia. Jr. Arica, Jr. Huáscar, Jr. Puno, Jr. Zepita, Jr. Bolognesi, Jr. San Martin, Jr. Grau y Jr. Lima. Jr. Huáscar, Jr. Bolognesi, Jr. Puno, Jr. Tarapacá, Jr. Lima, Jr. Zepita, Jr. Constitución y Jr. Independencia. Av. Micaela Bastidas, Av. Túpac Amaru, Av. 1ro de Mayo, Av. Circunvalación, Jr. Cecilio Cuentas, Jr. Tapoje, Jr. José María Arguedas, Jr. Gonzales Prada, Jr. Buenos Aires y Av. Ramón Castilla. Av. Ramón Castilla, Jr. Argentina, Jr. Tarapacá, Av. 28 de Julio, Av. Micaela Bastidas, Jr. Santa Beatriz, Jr. José María Arguedas, Jr. Nicaragua, Jr. Los Jardines, Jr. Buenos Aires y Jr. José Olaya. Av. 28 de Julio, Av. Túpac Amaru, Jr. Zepita, Jr. José Olaya, Jr. Junín, Jr. Tarapacá, Jr. Ugarte, Jr. Tapoide y Jr. Titicaca. Jr. Tarapacá, Jr. Huáscar, Jr. Junín, Jr. José Olaya, Jr. A. Ugarte, Jr. Zepita y Jr. Lima. Jr. Zepita, Av. Circunvalación, Jr. Huáscar, Jr. José Olaya, Jr. Lima, Jr. Progreso y Jr. Ezequiel Urviola. Av. Arce Franco, Jr. Independencia, Av. Circunvalación, Psje. Las Flores, Av. Ejército, Av. Yunguyo, Jr. 17 de Agosto, Jr. Arica, Jr. José Carlos Mariátegui y Jr. Bolognesi. Av. Ejército, Av. Arce Franco, Jr. Arica, Jr. Cusco, Av. Panamericana y Jr. Juan Passano. Jr. Arica, Jr. Juan Passano, Jr. Independencia, Jr. Grau, Jr. Bolognesi y Jr. Constitución. Jr. Arica, Jr. Juan Passano, Jr. Tarapacá, Jr. Santa Bárbara, Jr. Cusco, Jr. Grau, Jr. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 44 Bolognesi, Jr. Constitución y Jr. Independencia. Jr. Cusco, Av. Panamericana, Jr. Huáscar, Jr. Bolognesi, Jr. San Martin, Jr. Grau, Jr. Arica, 5 Av. El Ejército y Jr. Atahualpa. Jr. Santa Bárbara, Jr. Bolognesi, Jr. Huáscar, Jr. Tarapacá, Jr. Atahualpa, Jr. Constitución y 6 Jr. Independencia. Jr. Abraham Valdelomar, Av. Circunvalación, Av. Tupac Amaru, Jr. Samuel Benavides, Jr. 1 Manuel Scorza, Jr. Ricardo Palma, Psje. Policarpio Medina y Av. Yunguyo. Av. Arce Franco, Av. Túpac Amaru, Av. Circunvalación, Av. Independencia, Av. Yunguyo, 2 Jr. Las Palmeras, Jr. Obrero y Jr. Simón Bolívar. Jr. Independencia, Av. Arce Franco, Av. Túpac Amaru, Jr. Santa Bárbara, Jr. Juan Passano, 3 Jr. Obrero y Av. Andrés Avelino Cáceres. D Av. Andrés Avelino Cáceres, Jr. Juan Passano, Jr. Tarapacá, Jr. Atahualpa, Jr. José Olaya, 4 Jr. Santa Bárbara y Jr. San Miguel. Jr. Santa Bárbara, Jr. José Olaya, Jr. Huáscar, Av. Túpac Amaru, Av. Andrés Avelino 5 Cáceres, Prolongación Jr. Atahualpa y Psje. Ciro Alegría. Jr. Abraham Valdelomar, Av. Túpac Amaru, Jr. Huáscar, Av. Circunvalación, Jr. Santa 6 Bárbara, Jr. Atahualpa, Jr. Samuel Benavides y Jr. Manuel Scorza. Fuente: Elaboración propia en base a encuestas aplicadas. 2.5 2.5.1 METODOLOGÍA DE LA ENCUESTA Población y Universo De acuerdo a los objetivos del estudio, la población a ser encuestada estuvo constituida por personas mayores de 18 años residentes habituales en las viviendas de la ciudad de Yunguyo. Se considera residente habitual a toda persona que se encuentre habitando en una vivienda particular durante los últimos 30 días anteriores a la fecha de entrevista. 2.5.2 Tipo de muestreo y unidades muéstrales Teniendo en consideración el marco muestral y el costo de operación y viabilidad operacional, se aplicó el muestreo Aleatorio Simple a un total de 400 muestras. La aplicación de la encuesta se realizó uno por cada vivienda. 2.5.3 Método de la entrevista Se empleó el método de entrevista directa y de carácter privada, con personal debidamente capacitado y entrenado para tal fin. Las entrevistas tuvieron lugar en los lugares de residencia fundamentalmente. 2.5.4 Tamaño de la muestra El universo estuvo conformado por la totalidad de hogares conectados al sistema de agua potable y alcantarillado (ver cuadro º 2.2). El número de viviendas con conexiones al servicio de alcantarillado al 2014 fue de 4,375. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 45 Tabla 2.2: Conexiones activas de conexiones estimadas al año 2014 CATEGORÍAS N° DE CONEXIONES 4,201 Red pública dentro de la vivienda Red pública fuera de la vivienda pero dentro de la edificación Total 174 4,375 Fuente: Proyección de censo población y vivienda 2007 - INEI. Para la determinación del tamaño de la muestra se utilizó el método de proporciones, asignando p=0,5 y q=0,5, procedimiento que garantiza el mayor tamaño de la muestra sobre la consideración de que la población por sexo en la ciudad de Yunguyo se aproxima al 50% para varones y mujeres. La fórmula para determinar la muestra es el siguiente: n= NZ 2 pq NE 2 + Z 2 pq Donde: n = Tamaño de la muestra Z = Nivel de confianza, Z=1.96, que corresponde a un nivel de confianza del 95%. N = Tamaño de la población, para efectos de la presente investigación N=4,375 E = Margen de error permisible, en la presente investigación se trabaja con 5%. pq = Parámetro proporcional de la población, p=0,5 y q=0,5. Reemplazando los datos en la fórmula se obtiene un tamaño de 353 encuestas. 2.5.5 El cuestionario El cuestionario empleado en la encuesta consta de un total de 20 preguntas, y su estructura ha buscado asegurar una mayor calidad de datos, relacionados a los temas de interés que se buscan al desarrollar esta encuesta. De manera general, se han tomado 4 contenidos importantes, que son: Datos de Identificación.- orientado a la búsqueda de la dirección de la vivienda encuesta, ya sea barrio, jirón, calle, y el número correspondiente, aspecto tomado en cuenta en la supervisión de la aplicación de las encuestas llenadas. Problemas de saneamiento.- la información requerida en este ítem, está orientada al conocimiento por parte de la población sobre la problemática de la contaminación ambiental de la bahía de Yunguyo, de la calidad del agua del Lago Titicaca y la urgencia de su solución. Disposición a pagar.- es la información más importante que se desea obtener, dentro de esto se tiene la disponibilidad de pagar mensualmente, las condiciones de pago y las razones o causas por la que la población encuestada no estaría dispuesto a pagar. Datos socioeconómicos.- en el cual se busca información general del encuestado y de la vivienda, como es la cantidad de habitantes en la vivienda, número de hijos menores de 18 años que viven en el hogar, sexo del entrevistado, edad, nivel de educación, rango del ingreso familiar y su principal actividad económica. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 46 Las preguntas empleadas en el cuestionario de la encuesta figuran en el anexo. 2.6 TRABAJO DE CAMPO La entrevista se aplicó en la zona urbana de la ciudad de Yunguyo, en los barrios de San Francisco, San Borja, Miraflores, Santa Bárbara, Kasani, Masaya, Arasaya, Chacapata, Pilapata, Phutunku, Cruz Phutunku, y Chojñaqota. Los trabajos se centraron en lo siguiente: 2.7 2.7.1 Capacitación del equipo de campo en lo referente a la aplicación del cuestionario y evaluación de la eficiencia de tratamiento de aguas residuales de la PTAR-Yunguyo. En situ se distribuyó el correspondiente número de encuestas a cada encuestador, la ruta y sector. La encuesta de estimación de la disponibilidad a pagar DAP, se realizó el día miércoles 03 de junio en los sectores A, B, C y D, todos ellos dentro de la zona urbana de la ciudad de Yunguyo y teniendo como unidad de muestreo a la persona residente de la vivienda. RESULTADOS Datos de identificación. Se aplicó la encuesta a un total de 400 hogares de la ciudad de Yunguyo, de los cuales 107 correspondieron a la zona A, 85 a la zona B, 103 a la zona C y 105 a la zona D. De las viviendas encuestadas, el 52.5% de ellas están cercanas a la planta de tratamiento, las cuales en su mayoría son viviendas de material noble, el 47.5% de viviendas están a más de 3 cuadras de la planta de tratamiento, estos resultados nos muestran que la encuesta fue aplicada a gran parte de la ciudad de Yunguyo, es decir, a los habitantes que viven cerca y alejada de la bahía interior del lago Titicaca. Como se muestra figura 2.1. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 47 A B C C D Fig. 2.1: Delimitación de los sectores en el ámbito de estudio de la ciudad de Yunguyo 2.7.2 Resultados problemas de saneamiento Las preguntas de esta parte de la encuesta están encaminadas a conocer la problemática de saneamiento ambiental que afecta a las viviendas encuestadas. La relevancia radica en que se determina la importancia que le dan los habitantes de la ciudad a la problemática ambiental y en qué medida son afectados. Para analizar estos resultados se construye variables que dan una ponderación a los resultados y que totalizan las respuestas de los encuestados. De esta manera, los problemas que sumen más son los más importantes para los encuestados. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 48 El 61.0% del total de los entrevistados indican que “Si” saben que Yunguyo cuenta con una planta de tratamiento de aguas residuales, mientras que el 39.0%, indican que “No” tienen conocimiento de la existencia de dicha planta. Por otro lado, el 87.0% del total de entrevistados, saben que gran parte de los desagües (aguas servidas) de la ciudad de Yunguyo se vierten a la Bahía de Yunguyo, generando contaminación, mientras que el 13.0%, indican que “No” tienen conocimiento de dicho vertimiento de aguas servidas. Uno de los principales problemas de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) “Yunguyo” es la presencia de malos olores según el 65.0% de los entrevistados y el 35.0% indican que “No” perciben olores de la PTAR-Yunguyo, que son en su mayoría son del sector B y D que residen más alejados de la planta, del total (65%) de la población que percibe olores el 69.6% menciona que es temporal y el 30.4% indica que es constante. Tabla 2.3: Percepción de malos olores provenientes de la PTAR - Yunguyo según sectores Presencia de malos olores A B C 40 27 44 No existe 67 58 59 Si existe Total general 107 85 103 Fuente: Elaboración propia en base a resultados de encuesta aplicad D 29 76 105 Total general 140 260 400 % 35.0% 65.0% 100.0% El 98.0% de encuestados de los diferentes sectores muestran “conciencia” respeto a la necesidad de cuidar la calidad del agua del lago Titicaca, mientras que el 1.5%, indican que “No” se debe cuidar y 0.5% indicaron que “No Saben” si se debe cuidar la calidad del agua del Lago Titicaca. Respecto a los problemas de calidad de agua del lago Titicaca, desempleo e inseguridad, el 58.0% de los encuestados indican que más importante es el cuidado de la calidad del agua del lago Titicaca que resolver problemas de desempleo e inseguridad, el 33.0% respondieron que es más importante resolver el problema de desempleo y de inseguridad y el 9.0% “No saben” que es más importante resolver. Ver Tabla 2.4. Tabla 2.4: Importancia del cuidado de la calidad del agua del lago Titicaca Es importante el cuidado de la calidad del agua del A B C D lago Titicaca 57 38 61 76 No 14 9 6 7 No se 36 38 36 22 Si Total general 107 85 103 105 Fuente: Elaboración propia en base a resultados de encuesta aplicada. 2.7.3 Total general % 232 36 132 400 58.0% 9.0% 33.0% 100.0% Resultados de la disposición a pagar La planta de tratamiento de aguas residuales contribuirá a reducir la contaminación la Bahía de Yunguyo; sin embargo requiere recursos económicos para asegurar su operación y mantenimiento, el cual incluye pago del consumo de energía, personal, insumos y repuestos; recursos económicos deben ser asumidos por los usuarios del servicio, de lo contrario no se garantizará el funcionamiento de dicha planta. En ese contexto se realizó preguntas orientadas a recabar información respecto al pago por la contaminación (contaminado-pagador), observando que el 80.0% del total de los entrevistados, respondieron que los que contaminan el lago Titicaca deben pagar para el tratamiento de sus desagües, mientras que 11.5%, indican que no están de acuerdo que los que contaminan debieran de pagar y el 8.5% “No saben” si se debería de pagar por el tratamiento de sus desagües. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 49 Respecto a la disponibilidad a pagar (DAP) por el tratamiento de aguas residuales municipales, en este caso es la variable dependiente del Modelo de Valoración Contingente, según análisis de la DAP para el tratamiento de aguas servidas se tiene que el 82.0% del total de entrevistados respondieron que todos deben pagar por el tratamiento de aguas residuales que generan, mientras que el 11.8% indican que no todos deben pagar por el tratamiento, y 6.2% “No saben” que si todos deberían pagar por el tratamiento de las aguas residuales. Fig. 2.2: Opinión respecto a que sí todos deben pagar por el tratamiento de aguas residuales municipales Considerando los ingresos, gastos y preferencias personales, se preguntó ¿si estaría usted dispuesto a pagar para el funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales de Yunguyo?. Los resultados indican que un 63.3% de la muestra total encuestada está dispuesto a pagar por el funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales de Yunguyo, siendo los pobladores del sector “C” los que tienen mayor disposición a pagar a diferencia de los demás sectores; mientras que el 36.7% no están dispuestos a pagar para asegurar el funcionamiento de la planta. Ver Fig.2.2. Fig. 2.3: Disposición a pagar para la operación y mantenimiento de la PATR - Yunguyo De la población que está dispuesta a pagar por el funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales de Yunguyo, el 47.7% (la mayoría) de los entrevistados está dispuesto a pagar mensualmente “1 Nuevo sol”, el 28.5% entre 2 a 3 nuevos soles, el 18.6% entre “4 y 5 Nuevos Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 50 Soles”, el 4.7% están dispuestos a pagar entre 6 y 9 nuevos soles, y el 7.5% menciona que está dispuesto a pagar mensualmente más de “10.00 Nuevos Soles”. Ver tabla 2.5. Tabla 2.5: Monto disponible a pagar mensualmente para el funcionamiento de La PTAR - Yunguyo Monto a pagar A B C D 20 11 6 3 10 22 11 2 3 7 1 22 17 13 1 18 39 7 5 1.00 Nuevo Sol 2.00 Nuevos Soles 3.00 Nuevos Soles 4.00 Nuevos Soles 5 5.00 Nuevos Soles 6.00 Nuevos Soles 1 1 7.00 Nuevos Soles 2 8.00 Nuevos Soles 1 3 2 1 9.00 Nuevos Soles 7 2 4 6 más de 10 Nuevos Soles Total general 107 85 103 105 Fuente: Elaboración propia en base a resultados de encuesta aplicada Total general 103 46 26 7 40 1 2 2 7 19 253 % 40.7% 18.2% 10.3% 2.8% 15.8% 0.4% 0.8% 0.8% 2.8% 7.5% 100.0% Respecto a la modalidad de pago para la operación y mantenimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales, el 73.9% de los encuestados prefieren que se realice vía recibo de agua potable, mientras que el 19.8% optan por un recibo adicional específicamente para el cobro del tratamiento de aguas residuales y el 6.3% no responde o no sabe. Considerando los resultados de la disponibilidad a pagar para el funcionamiento de la PTAR según las variables utilizadas en la estimación “precio hipotético” a pagar, ingreso total mensual, nivel educativo, percepción de la contaminación del lago Titicaca y la distancia de la planta de tratamiento de aguas servidas respecto a la vivienda del entrevistado, la disponibilidad promedio a pagar según los datos obtenidos es de S/. 3.19 mensuales; observándose que los pobladores de los sectores A y C están dispuestos a pagar un mayor monto, debido a que se encuentran más cerca de la planta de tratamiento. Tabla 2.6: Monto promedio disponible a pagar mensualmente según sector Sector Promedio de Monto a pagar S/. 3.72 A 2.98 B 3.31 C 2.73 D Total general 3.19 Fuente: Elaboración propia en base a resultados de encuesta aplicada. Por otro lado, se observa que el 26,7% de entrevistados no están dispuestos a pagar por el tratamiento de aguas residuales (funcionamiento de la PTAR), de ellos el 72.1% indica que es responsabilidad del gobierno municipal pagar por el funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales de Yunguyo, el 17.0% indica que no está dispuesto a pagar porque no tienen suficientes recursos económicos y el 10.9% no está dispuesto porque “No confía en el uso adecuado de los fondos recaudados”. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 51 Fig. 2.4: Razones por las que algunos pobladores no están dispuestos a pagar por el funcionamiento de la PATR. Considerando información de la municipalidad provincial de Yunguyo y EMAPA Yunguyo mencionan que a la fecha existe alrededor de 4,997 conexiones de agua/desagüe sobre el cual se estima el monto de recaudo mensual según la disponibilidad a pagar (S/. 3.19 mensual), el mismo que asciende a S/. 15,940.43 mensuales, con base a estos resultados, se considera que la municipalidad pueden tomar decisiones sobre un adecuado funcionamiento; es decir operación y mantenimiento para el tratamiento de aguas servidas. Tabla 2.7: Recaudación mensual estimado Descripción Número de viviendas instaladas Disponibilidad mensual a pagar Total 2.8 Monto en S/. 4,997 3.19 15,940.43 EVALUACION DE LOS COSTOS ACTUALES DE LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PTAR Según información proporcionada por el responsable de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Yunguyo, durante el año 2015 (enero-diciembre) registró un gasto total de S/. 329,173.20, de los cuales el 51.7% corresponde a gastos de energía eléctrica, el 40.1% a gastos de personal, el 4.8% a reparación de equipos, y el 3.4% para la adquisición de bienes e insumos que demanda la operación y mantenimiento del PTAR. El gasto promedio mensual por la operación y mantenimiento de la PTAR es de S/. 27,431.10, cuyo detalle se observa en la Tabla 2.8. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 52 Tabla 2.8: Gastos ejecutados enero-diciembre 2015 PTAR-Yunguyo Promedio Etiquetas de fila Total general % de gasto Mensual 11,310.00 942.50 3.4% Adquisición de bienes e insumos 170,192.00 14,182.67 51.7% Energía Eléctrica 132,000.00 11,000.00 40.1% Personal 15,671.20 1,305.93 4.8% Reparación equipos 329,173.20 27,431.10 100.0% Total general Fuente: Elaboración propia, en base a información proporcionada por responsable de la PTAR. Fig. 2.5: Distribución de gastos efectuados en a operación y manteniento de la PTAR Yunguyo 2.8.1 Costos de energía eléctrica El costo de mayor incidencia en el costo total de operación y mantenimiento de la PTAR Yunguyo, es el de energía eléctrica, cuyo promedio mensual correspondiente al periodo 2015 asciende a S/. 14,182.67, el cual representa el 51.7% del costo total de la operación y mantenimiento. Este es uno de los aspectos cruciales desde el punto de vista social que pone en riesgo la sostenibilidad de este tipo de sistemas de tratamiento, ya que este costo debe ser trasladado a la tarifa que pagan los usuarios del servicio, cuya restricción principal es el tema de la escasa cultura de pago por este rubro. Sin embargo, desde la perspectiva de soluciones tecnológicas orientadas a la reducción de los costos por el consumo de energía, es recomendable realizar estudios sobre la posibilidad de utilizar la radiación solar18 como fuente de energía, lo que implicará necesariamente el uso de sistemas de paneles solares, ello teniendo en cuenta que la radiación solar, es una de las más altas del país, con algo más de 8 hrs/día. Para ello se deberá tomar en cuenta el periodo de vida útil del sistema de tratamiento. 18 Radiación solar: Es la energía electromagnética (del sol) emitida, transferida o recibida (RISOL, 1 999). El término radiación se aplica al cuerpo que radia, mientras que el término irradiación al objeto expuesto a la radiación. Estrictamente, la superficie terrestre es irradiada y los mapas y tablas son de irradiación solar, sin embargo, aún hoy en día suele usarse el término radiación para referirse a la irradiación (Rodríguez y Gonzáles, 1 992). Las cantidades de radiación se expresan generalmente en términos de irradiancia o irradiación (exposición radiante). SENAMHI -2003. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 53 2.8.2 Costos de personal Los costos del personal para la operación y mantenimiento de la PTAR Yunguyo en el año 2015 alcanzó a S/. 132,000.00, representando el 40.1% del costo total de la operación y mantenimiento. Estos gastos cubren la planilla de 1 responsable de la planta y 9 personas distribuidas en diferentes áreas del sistema de la PTAR. 2.8.3 Costos de mantenimiento y reparación Los costos de mantenimiento y reparación durante el año 2015 fue de S/. 15,671.20, representando el 4.8% del costo total de la operación y mantenimiento, en esta oportunidad gasto destinado principalmente a la reparación de la electrobombas sumergible marca fligt, reparación de rejilla en el caison 3, en el tecle eléctrico del caison 3, reparación del decanter del tanque ICEAS N° 2, y el mantenimiento preventivo de electrobomba del caison 2, entre otros. 2.9 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS En la encuesta se consideró pertinente la información sobre género, edad, nivel de educación, ingreso económico familiar y la actividad económica principal de la población encuestada. En cuanto a género existe pequeña diferencia entre los encuestados, observándose que el género masculino es ligeramente mayor con un 51.0%, respecto al género femenino con un 49.0% del total de encuestados; observándose que en los sectores A, B y C, el género masculino fue ligeramente superior al reportado para el sector D. La edad mínima de los encuestados fue de 18 años y la máxima de 90 años; observándose que, la mayoría de encuestados tienen edades comprendidas entre 26 a 55 años, representando un 67.3%, seguido por jóvenes de 18 a 25 años con un 11.8%, y un 20.9% a persona n mayores de 56 años. Con respecto al nivel educativo, se observó que el 41,2% tienen educación secundaria, 22.0% educación primaria, el 17.8% tiene nivel superior técnico, el 16.2% educación universitaria, el 1,0% educación superior a nivel de post grado, registrándose que el 1,8% no indicó el grado de instrucción. El 76.1% de los encuestados en relación al ingreso familiar mencionan que sus ingresos son menores a S/. 750.00, el 16.8% de los diferentes sectores manifestaron que tienen ingresos entre 750.00 a 1,500.00 soles, el 3.8% menciona que tiene ingresos entre S/. 1,501.00 a 3,000.00; y sólo el 0.5% tiene ingresos mayores de S/. 5000.00; mientras que el 2.8% de los encuestados no registra datos sobre sus ingresos mensuales. Los resultados de la encuesta (ver Tabla 2.8) sobre las principales actividades económicas, se tiene que el 40.2% se dedica al comercio, el 18.3% a la agricultura, el 9.5% a la docencia, el 2.5% a la ganadería y el 29.5% mencionan que se dedican a otras actividades como el transporte, la pesca, industria, trabajadores independientes, entre otros. En los sectores A, C y D el comercio es una de las principales actividades económicas, mientras que en el sector B predominan “Otras actividades”. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 54 Tabla 2.8: Características socioeconómicas de los encuestados Femenino Masculino Entre 18 a 25 años Entre 26 a 35 años Entre 36 a 45 años Entre 46 a 55 años Mayor a 56 años SI NO A 13.0% 13.8% 1.8% 6.8% 5.8% 6.0% 6.5% 17.8% 9.0% SECTOR B 9.7% 11.4% 2.0% 5.2% 3.5% 5.0% 5.5% 11.8% 9.4% C 12.0% 13.8% 3.0% 6.2% 6.3% 4.7% 5.4% 15.5% 10.3% D 14.3% 12.0% 5.0% 5.8% 7.7% 4.3% 3.5% 18.2% 8.0% NA Postgrado Primaria Secundaria Superior Técnica Superior Universitaria entre 1000 y 1499 entre 1500 y 2999 entre 501 y 750 entre 751 y 999 más de 5000 menos de 500 (en blanco) Agricultura Comercio Docencia Ganadería Otros 0.3% 0.5% 4.5% 12.0% 5.0% 4.5% 3.4% 1.3% 5.5% 2.5% 0.3% 13.4% 0.3% 4.0% 10.3% 4.0% 0.9% 7.4% 0.2% 0.0% 7.3% 7.5% 2.3% 4.0% 1.5% 0.5% 1.5% 1.3% 0.2% 14.0% 2.2% 5.3% 5.5% 1.5% 0.8% 8.3% 0.3% 0.3% 5.0% 10.4% 4.8% 5.0% 2.3% 1.0% 5.5% 3.3% 0.0% 13.4% 0.3% 5.0% 10.3% 2.2% 0.3% 8.0% 1.0% 0.2% 5.2% 11.3% 5.7% 2.7% 1.3% 1.0% 4.0% 1.2% 0.0% 18.8% 0.0% 4.0% 14.1% 1.8% 0.5% 5.8% VARIABLE GÉNERO EDAD N° HIJOS MENORES DE 18 AÑOS NIVEL EDUCATIVO INGRESO FAMILIAR MENSUAL PRINCIPAL ACTIVIDAD ECONÓMICA DETALLE Total general 49.0% 51.0% 11.8% 24.0% 23.3% 20.0% 20.9% 63.3% 36.7% 1.8% 1.0% 22.0% 41.2% 17.8% 16.2% 8.5% 3.8% 16.5% 8.3% 0.5% 59.6% 2.8% 18.3% 40.2% 9.5% 2.5% 29.5% Fuente: Elaboración propia en base a resultados de encuesta aplicada. 2.10 DISPONIBILIDAD A MANTENIMIENTO PAGAR VS COSTOS DE OPERACIÓN Y El gasto promedio mensual para la operación y mantenimiento en la PTAR Yunguyo ascienden a S/. 27,431.10; sin embargo la disponibilidad a pagar mensualmente en base al número de conexiones a la fecha, el monto a recaudar mensualmente ascendería a S/, 15,940.43, con el cual se cubriría el 58.1% del costo de operación y mantenimiento de la PTAR; es decir, existe un déficit por cubrir de 41.9% equivalente a S/. 11,490.67 mensuales. Con la finalidad de asegurar la sostenibilidad de la PTAR Yunguyo, situación que implica cubrir los gastos mensuales actuales de operación y mantenimiento del sistema de tratamiento, evitando el subsidio por parte del operador, es necesario incrementar la tarifa actual que pagan los usuario por el servicio de agua potable y alcantarillado con S/. 5.49 mensuales adicionales a dicha tarifa; sin embargo es un tema muy sensible socialmente, el cual requiere de una estrategia de sinceramiento ante la población de la ciudad de Yunguyo. 2.11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 2.11.1 Conclusiones Para el cálculo de la DAP se utilizó un modelo logit, según el cual las variables que inciden en esta decisión son el precio hipotético a pagar (PREC), el ingreso (ING), la educación (EDU), la percepción de malos olores (CONT), la distancia (DIST), el género (GEN), el número de hijos menores de 18 años que viven en el hogar (HIJO) y la edad del jefe de familia (EDAD). Existe una relación lógica entre la variable dependiente y las variables independientes. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 55 Los resultados de las encuestas revelan que el 63.3% de la población está dispuesta a pagar (DAP) mensualmente un promedio S/. 3.19 por el servicio de tratamiento de aguas residuales municipales en la PTAR Yunguyo. Según estimación de la disponibilidad a pagar a la municipalidad de Yunguyo o a quien haga sus veces, recaudaría mensualmente por concepto del servicio de tratamiento de aguas residuales municipales el monto de S/. 15,940.43 mensuales, con el cual no se lograría cubrir el costo total actual de la operación y mantenimiento de dicha PTAR, el cual asciende a S/. 27,431.10. Para cubrir los gastos mensuales de operación y mantenimiento de la PTAR es necesario incrementar la tarifa actual por el servicio de agua potable y alcantarillado con S/. 5.49 mensuales adicionales, el cual incrementaría sustancialmente la tarifa actual. Los datos obtenidos en el presente estudio respecto al pago por el servicio de tratamiento de aguas residuales, pone en evidencia la escasa socialización del proyecto en la fase de formulación ante la población de la ciudad de Yunguyo. 2.11.2 Recomendaciones Definitivamente la puesta en marcha del sistema de tratamiento de aguas residuales municipales de Yunguyo actualmente demanda un gasto anual importante, el cual no es cubierto con la tarifa actual, es decir que la municipalidad está subvencionando los costos de operación y mantenimiento; por ende si se pretende asegurar la sostenibilidad del sistema de tratamiento vía el pago por el servicio de tratamiento, es recomendable que la Municipalidad Provincial de Yunguyo o quién haga sus veces sincere ante los usuarios la situación actual, optando por un incremento tarifario, el cual constituye el aporte monetario de la población. En este contexto, el valor de la DAP encontrado en el presente estudio deber ser tomado con mucha cautela al momento de implementar políticas de incremento tarifario, por lo que se recomienda previamente concientizar a la población sobre la problemática ambiental y de salud pública la cual terminan afectando a la población directa o indirectamente, si es que no se realiza el tratamiento adecuado de las aguas residuales. A fin de asegurar la sostenibilidad de nuevos proyectos de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales para el ámbito de la cuenca del lago Titicaca, se recomienda que en todas las etapas de formulación del proyecto se sinceren ante la población los costos de operación y mantenimiento del o los sistemas de tratamiento, ello teniendo en cuenta que este es un aspecto socialmente muy sensible, sobre todo cuando se trata de una población donde la cultura de pago por los servicios de agua y desague es muy baja. Teniendo en cuenta que el mayor costo de operación de la PTAR es el pago por energía eléctrica, el cual asciende a S/. 14,182.67 el cual representa el 51.7% del costo total, es recomendable evaluar la factibilidad técnico-económico de la instalación de un sistema de paneles solares, como fuente de abastecimiento de energía. Se recomienda actualizar y complementar el número de conexiones de agua y desagüe de toda la ciudad de Yunguyo, debido a que mayor número de conexiones disminuiría el monto de la disponibilidad a pagar. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 56 ANEXOS Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 57 ANEXOS CAPITULO I: Anexo 1: Calidad del agua según día de monitoreo DIA: 3 de junio de 2015 PARÁMETRO UND. Caudal promedio diario Temperatura pH Oxígeno Disuelto Conductividad Eléctrica lps °C Und. mg/L uS/cm Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno Sólidos Suspendidos Totales Aceites y Grasas Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Fósforo Total BIOLÓGICOS 15 Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos DBO5 DQO mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L PLATA ALUMINIO ARSENICO BORO BERILIO BARIO CALCIO CADMIO CERIO COBALTO CROMO COBRE HIERRO POTASIO LITIO MAGNESIO MANGANESO MOLIBDENO SODIO NIQUEL PLOMO ANTIMONIO SELENIO SILICE ESTAÑO ESTRONCIO TITANIO TALIO VANADIO ZINC MERCURIO PUNTOS DE MONITOREO PTARYUN1 PTARYUN2 PATR03 FÍSICOS 25 25 25 13.31 13.71 13.75 8.45 7.23 7.50 0.10 3.67 3.43 1370.0 890.0 890.0 QUÍMICOS 181.58 2.00 5.05 392.67 28.30 27.97 88.67 3 3 6.2 0.5 0.5 41.46 1.70 1.93 28.63 1.00 1.00 6.06 0.94 0.95 NMP/100 ml 17000000.0 170000.0 Org/L 1 1 QUÍMICOS INORGÁNICOS mg/L 0.0005 0.0005 mg/L 0.46 0.03 mg/L 0.003 0.001 mg/L 0.849 0.447 mg/L 0.0002 0.0002 mg/L 0.10 0.04 mg/L 40.01 20.87 mg/L 0.0004 0.0004 mg/L 0.005 0.002 mg/L 0.0003 0.0003 mg/L 0.0036 0.0147 mg/L 0.0744 0.0008 mg/L 0.5330 0.0490 mg/L 27.15 22.00 mg/L 0.194 0.101 mg/L 23.89 12.63 mg/L 0.059 0.048 mg/L 0.002 0.002 mg/L 141.29 99.44 mg/L 0.0010 0.0005 mg/L 0.0048 0.0022 mg/L 0.001 0.001 mg/L 0.005 0.003 mg/L 35.16 54.06 mg/L 0.001 0.001 mg/L 0.650 0.348 mg/L 0.0172 0.0030 mg/L 0.003 0.003 mg/L 0.0017 0.0019 mg/L 0.156 0.023 mg/L 0.0001 0.0001 330000.0 1 LMP <35 6.5 – 8.5 100 200 150 20 10 000 - 0.0005 0.03 0.001 0.444 0.0002 0.04 20.54 0.0004 0.002 0.0003 0.0067 0.0007 0.0420 21.64 0.099 12.53 0.048 0.002 99.22 0.0005 0.0015 0.001 0.003 53.85 0.001 0.344 0.0026 0.003 0.0016 0.022 0.0001 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 58 DIA 2: 4 de junio de 2015 PARÁMETRO Caudal promedio diario Temperatura pH Oxígeno Disuelto Conductividad Eléctrica Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno Sólidos Suspendidos Totales Aceites y Grasas Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Fósforo Total Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos PLATA ALUMINIO ARSENICO BORO BERILIO BARIO CALCIO CADMIO CERIO COBALTO CROMO COBRE HIERRO POTASIO LITIO MAGNESIO MANGANESO MOLIBDENO SODIO NIQUEL PLOMO ANTIMONIO SELENIO SILICE ESTAÑO ESTRONCIO TITANIO TALIO VANADIO ZINC MERCURIO PUNTOS DE MONITOREO PTARYUN1 PTARYUN2 PATR03 FÍSICOS lps 25 25 25 °C 12.75 13.33 13.29 Und. 7.96 7.28 7.21 mg/L 0.19 3.38 3.85 uS/cm 939.3 935.6 846.4 QUÍMICOS DBO5 71.48 4.04 4.93 DQO 71.48 4.04 4.93 mg/L 66.6 3 3 mg/L 5 0.5 0.5 mg/L 33.28 1.66 1.73 mg/L 21.74 1.00 1.00 mg/L 4.42 0.80 0.86 BIOLÓGICOS 15 NMP/100 ml 7900000.0 1300000.0 330000.0 Org/L 1 1 1 QUÍMICOS INORGÁNICOS mg/L 0.0131 0.0005 0.0005 mg/L 0.33 0.03 0.03 mg/L 0.001 0.001 0.001 mg/L 0.414 0.383 0.384 mg/L 0.0002 0.0002 0.0010 mg/L 0.08 0.04 0.04 mg/L 31.99 21.38 21.05 mg/L 0.0004 0.0004 0.0004 mg/L 0.004 0.002 0.003 mg/L 0.0003 0.0003 0.001 mg/L 0.0011 0.0005 0.0010 mg/L 0.0857 0.0004 0.0010 mg/L 0.6040 0.0600 0.0660 mg/L 21.31 20.25 20.20 mg/L 0.100 0.090 0.091 mg/L 15.27 12.42 12.39 mg/L 0.059 0.052 0.053 mg/L 0.002 0.002 0.002 mg/L 82.76 86.24 85.91 mg/L 0.0008 0.0005 0.0005 mg/L 0.0026 0.0004 0.0004 mg/L 0.001 0.001 0.001 mg/L 0.003 0.003 0.003 mg/L 42.61 45.38 45.96 mg/L 0.001 0.001 0.001 mg/L 0.415 0.352 0.354 mg/L 0.0154 0.0029 0.0037 mg/L 0.003 0.003 0.003 mg/L 0.0018 0.0032 0.0036 mg/L 0.118 0.021 0.022 mg/L 0.0001 0.0001 0.0001 UND. LMP <35 6.5 – 8.5 100 200 150 20 10 000 - Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 59 DÍA 3: 5 de junio de 2015 PARÁMETRO FÍSICOS Caudal promedio diario Temperatura pH Oxígeno Disuelto Conductividad Eléctrica QUÍMICOS Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno Sólidos Suspendidos Totales Aceites y Grasas Nitrógeno Total Nitrógeno Amoniacal Fósforo Total Coliformes termotolerantes Huevos de helmintos PLATA ALUMINIO ARSENICO BORO BERILIO BARIO CALCIO CADMIO CERIO COBALTO CROMO COBRE HIERRO POTASIO LITIO MAGNESIO MANGANESO MOLIBDENO SODIO NIQUEL PLOMO ANTIMONIO SELENIO SILICE ESTAÑO ESTRONCIO TITANIO TALIO VANADIO ZINC MERCURIO UND. lps °C Und. mg/L uS/cm DBO5 DQO mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L PUNTOS DE MONITOREO PTARYUN1 PTARYUN2 PATR03 12.47 7.86 0.25 854.7 12.98 7.24 3.12 816.4 291.39 15.56 392.67 28.30 78.85 3 5 0.5 32.61 3.92 21.40 3.45 4.19 2.25 BIOLÓGICOS 15 NMP/100 ml 13000000.0 1300000.0 Org/L 1 1 QUÍMICOS INORGÁNICOS mg/L 0.0010 0.002 mg/L 0.41 0.03 mg/L 0.001 0.001 mg/L 0.343 0.365 mg/L 0.0002 0.0002 mg/L 0.07 0.03 mg/L 25.18 21.05 mg/L 0.0004 0.0004 mg/L 0.005 0.002 mg/L 0.0003 0.0003 mg/L 0.0009 0.0005 mg/L 0.0644 0.0005 mg/L 0.6290 0.1000 mg/L 17.29 22.66 mg/L 0.002 0.000 mg/L 12.64 12.08 mg/L 0.059 0.048 mg/L 0.002 0.002 mg/L 141.29 99.44 mg/L 0.0007 0.0005 mg/L 0.0033 0.0004 mg/L 0.001 0.001 mg/L 0.003 0.003 mg/L 45.02 46.71 mg/L 0.001 0.001 mg/L 0.347 0.340 mg/L 0.0172 0.0030 mg/L 0.003 0.003 mg/L 0.0018 0.0010 mg/L 0.14 0.023 mg/L 0.0001 0.0001 LMP 13.20 7.22 3.11 810.5 <35 6.5 – 8.5 - 13.83 27.97 3 0.5 4.39 3.59 2.11 100 200 150 20 - 79000.0 1 10 000 - 0.0005 0.03 0.001 0.368 0.0002 0.03 21.09 0.0004 0.003 0.0003 0.0005 0.0004 0.0850 22.11 0.087 11.96 0.048 0.002 99.22 0.0005 0.0005 0.001 0.003 46.57 0.001 0.335 0.0026 0.003 0.0012 0.022 0.0001 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 60 Anexo 2: Informes de Ensayo de Laboratorio Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 61 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 62 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 63 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 64 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 65 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 66 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 67 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 68 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 69 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 70 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 71 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 72 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 73 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 74 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 75 ANEXO CAPITULO II: ANEXO 1. MODELO DE ENCUESTA APLICADA Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 76 Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 77 ANEXO 2. VARIABLES DETERMINANTES EN LA DISPONIBILIDAD A PAGAR (DAP) VARIABLE GÉNERO EDAD N° HIJOS MENORES DE 18 AÑOS NIVEL EDUCATIVO INGRESO FAMILIAR MENSUAL PRINCIPAL ACTIVIDAD ECONÓMICA DETALLE Femenino Masculino Entre 18 a 25 años Entre 26 a 35 años Entre 36 a 45 años Entre 46 a 55 años Mayor a 56 años SI NO NA Postgrado Primaria Secundaria Superior Técnica Superior Universitaria entre 1000 y 1499 entre 1500 y 2999 entre 501 y 750 entre 751 y 999 más de 5000 menos de 500 (en blanco) Agricultura Comercio Docencia Ganadería Otros A 13.0% 13.8% 1.8% 7.1% 6.0% 6.3% 6.8% 17.8% 9.0% 0.3% 0.5% 4.5% 12.0% 5.0% 4.5% 3.5% 1.3% 5.5% 2.5% 0.3% 13.5% 0.3% 4.0% 10.3% 4.0% 1.0% 7.5% SECTOR B C 9.8% 12.0% 11.5% 13.8% 2.1% 2.4% 5.5% 5.0% 3.7% 5.0% 5.2% 4.5% 5.8% 5.5% 11.8% 15.5% 9.5% 10.3% 0.3% 0.3% 0.0% 0.3% 7.3% 5.0% 7.5% 10.5% 2.3% 4.8% 4.0% 5.0% 1.5% 2.3% 0.5% 1.0% 1.5% 5.5% 1.3% 3.3% 0.3% 0.0% 14.0% 13.5% 2.3% 0.3% 5.3% 5.0% 5.5% 10.3% 1.5% 2.3% 0.8% 0.3% 8.3% 8.0% D 14.3% 12.0% 5.2% 6.0% 8.1% 4.5% 3.7% 18.3% 8.0% 1.0% 0.3% 5.3% 11.3% 5.8% 2.8% 1.3% 1.0% 4.0% 1.3% 0.0% 18.8% 0.0% 4.0% 14.3% 1.8% 0.5% 5.8% Total 49.0% 51.0% 11.5% 23.6% 22.8% 20.4% 21.7% 63.3% 36.8% 1.8% 1.0% 22.0% 41.3% 17.8% 16.3% 8.5% 3.8% 16.5% 8.3% 0.5% 59.8% 2.8% 18.3% 40.3% 9.5% 2.5% 29.5% Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 78 Anexo 03 - Álbum Fotográfico (1) (2) Vista N° 1: Profesionales responsables de la evaluación de la eficiencia de la Planta de tratamiento de Aguas Residuales de Yunguyo. Vista N° 2: Toma de muestras para el análisis en laboratorio y parámetros in situ, en el afluente de la PTAR Yunguyo, con participación de profesionales de SEDAJULIACA. (3) (4) Vista N° 3: Toma de muestras en el efluente provenientes del tanque de aeración, punto de monitoreo PTARYUN02. Vista N° 4: Toma de muestras en el cuerpo receptor de agua en la bahía de Yunguyo en el lago Titicaca. Informe de Evaluación de la Eficiencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de la ciudad de Yunguyo- Puno Perú 79