En los países de de América Latina y El Caribe. Es común encontrar en esta Región que las plantas de tratamiento de agua operen deficientemente. Una de las causas de tal deficiencia es haber optado por una tecnología de tratamiento de agua no sostenible. Es decir una tecnología de tratamiento que tiene un alto costo de operación y mantenimiento, dificultad en la operación y mantenimiento y consecuencia de lo ultimo producen una agua de menor calidad.

Decantadores del tipo de manto de lodos en una Planta de tratamiento estándar o patentada, no tan eficientes según temporadas

En este caso la fuente tiene épocas de agua turbias y aguas claras. Para la época de aguas claras la unidad es menos eficiente por la dificultad de formar el manto de lodos. En las unidades del tipo de manto de lodos la eficiencia se sustenta en mantener una adecuada concentración de partículas en el manto, situación que es difícil de conseguir cuando el agua cruda tiene una baja turbiedad. En algunas plantas según la calidad de agua cruda es difícil formar un manto de lodos. En esta planta se tiene que sobredosificar para tratar de mejorar las condiciones de operación de la unidad.

Debo recalacar que las deficiencias de operación de las plantas de tratamiento de aguas también están relacionadas a deficiencias en su diseño y a la no disponibilidad de recursos humanos calificados para una adecuada operación y mantenimiento, factores que influyen en la calidad del producto final. Siendo una de las metas de los objetivos del milenio “Reducir a la mitad, para el año 2015, el porcentaje de personas sin acceso sostenible a agua potable y a servicios básicos de saneamiento”, nos debe traer a la reflexión la obvia necesidad de utilizar tecnologías de tratamiento de agua fáciles de operar, eficientes y de bajo costo de operación y mantenimiento. Esto como una estrategia para optimizar el uso de los recursos económicos y conseguir que más personas puedan gozar de un agua segura y barata.  La preocupación del Programa de Salud Ambiental de la Organización Panamericana de la Salud y del CEPIS por extender la cobertura de los servicios de abastecimiento asegurando la calidad del agua potable, se ha traducido en términos pragmáticos en el desarrollo de la tecnología CEPIS de tratamiento de agua para consumo humano, entre otros temas. Una planta de tratamiento de tecnología “apropiada” o tecnología CEPIS no es la más elemental, ni tampoco la que utiliza una tecnología obsoleta. Todo lo contrario es tecnología de punta. Pues la tecnología apropiada es aquella:

  • De elevada eficiencia
  • De simple construcción, operación y mantenimiento
  • De alto grado de confiabilidad, flexibilidad y accesibilidad
  • Aquella que hace uso extensivo de recursos económicos existentes; y que provea en forma continúa de agua en cantidad y calidad al mayor número de usuarios.

Esta tecnología, que plasma notables investigaciones científicas en estructuras sencillas y económicas, se inició y evolucionó durante la década de los 60.  A la fecha disponemos de todos los criterios de diseño y operación de este tipo de plantas, información que es libre y está a disposición de la comunidad  Se agrega a lo anterior la dificultad de la operación y mantenimiento de estas plantas por la dificultad de disponer de recursos humanos altamente calificados para la operación y mantenimiento de estos sistemas. En muchas de estas plantas se puede encontrar que el personal encargado de la operación y mantenimiento no está debidamente calificado para la labor que realizan. Otra característica típica que se dan en aquellos casos en la que se han implementado esta tecnología es la inadecuada selección de los procesos de potabilización. Es decir, la selección de los procesos no se sustenta en un estudio del comportamiento de la calidad del agua a tratar, sino en utilizar módulos de tratamiento estandarizados que no necesariamente se ajusta a los parámetros de operación que el agua cruda requiere.

 Una opción de tratamiento más adecuada hubiese sido aplicar una filtración directa. La filtración directa es la mejor alternativa de tratamiento para aguas claras. Los procesos incluyen a la mezcla rápida seguida de la filtración, donde no hay la necesidad de sobredosificar coagulante. Por otro lado, la eficiencia de remoción de los decantadores laminares fluctua entre 95% y 99% obteniendose ventajas mayores a medida que la turbiedad y el tiempo de operación se incrementa. Normalmente, en condiciones similares de cargas superficiales, son mas eficientes que el equipo de prueba de jarras.

Decantador de placas con cnaletas laterales de recolección de agua decantada

En las galerías de filtración de plantas estándar, para lograr esta condición de operación es necesario instalar controladores de caudal y de nivel en todos los filtros, los mismos que deben operar en forma automática. En los sistemas más modernos el control del nivel y caudal se hace electrónicamente. Condición esta que demanda la necesidad de disponer en planta con personal especializado en esta tecnología para garantizar una adecuada operación y mantenimiento

Fotografía de uno de los seis módulos de decantación laminar o de alta tasa en planta de tratamiento de agua del Consorcio Agua Azul, Lima, Perú

Decantador Laminar de Placas Paralelas en la planta de filtración rápida de Haina-Manoguayabo en Santo Domingo, Rapública Dominicana (Q=2 m3/s)

QUE NOS OFRECE LA TECNOLOGÍA CEPIS?

Existe una tecnología alternativa de plantas de tratamiento de agua de filtración rápida que se conoce como tecnología apropiada o tecnología CEPIS. Esta tecnología se caracteriza por ser eficiente, confiable, no depende de la energía eléctrica ni de equipamiento y por lo tanto tiene bajos costos de inversión inicial y de operación y mantenimiento. Considerando que normalmente estas últimas no están en buenas situación económica y por lo tanto tienen grades dificultades por sostener una planta de tecnología patentada o estándar. La característica principal de la tecnología apropiada es que todas las unidades operan aprovechando la energía hidráulica, no dependen de la energía eléctrica ni de equipamiento mecánico alguno. El requerimiento eléctrico (mínimo) típico es el necesario para el alumbrado exterior de la planta, para el equipo de bombeo del sistema de agua a presión para el sistema de cloración y la energía eléctrica para el funcionamiento de los equipos de laboratorio que se requieren para el control de procesos. Es más, esta tecnología puede fácilmente adaptarse (en proyectos de mejora o ampliación) en una planta convencional o patentada aprovechando la infraestructura existente. Esta modificación permite alcanzar una mayor capacidad de producción y mejor calidad de tratamiento a un mínimo costo de inversión.

La tecnología apropiada no tiene límites en capacidad de tratamiento y su eficiencia ha sido ampliamente comprobada en muchas plantas en actual funcionamiento, prueba de ellos es que en países tales como: Brasil, República Dominicana, Costa Rica, México, entre otros, están funcionando eficientemente. Podemos mencionar casos como de la planta Tres Ríos Alta y Baja en San José, Costa Rica. Originalmente, esta planta fue un sistema de filtración lenta que al adoptar por la tecnología CEPIS alcanzó una capacidad de 4 m3/s a un costo de EUA $ 1400 L/s. La planta de Valdesia en Santo Domingo con una capacidad de 6,3 m3/s, equipada mediante consolas para operar los decantadores de placas paralelas y las baterías de filtros autolavables. Incluye complejos sistemas de control y seguridad para la cloración. El costo de la planta con equipos es de EUA$ 3110 L/s y sin equipos EUA $ 2200 L/s.

La planta de Haina, en Santo Domingo, República Dominicana con una capacidad de 2 m3/s y equipo mínimo necesario. Su costo es de EUA $ 2600 L/s. Para la planta de Iquitos que se utilizó los decantadores convencionales  existentes de 180 l/s y se proyecto un sistema para 1 m3/s agregando las unidades de floculación y filtración a un costo de EUA $ 1300 L/s. Esta última planta no se llegó a construir. Los costos de implementación de las plantas de tratamiento de agua pueden variar dependiendo del lugar, la forma de contratación y el nivel de automatización e infraestructura complementaria que sea necesario incluir en la planta (bombeo, rebombeo, facilidades constructivas, etc) por ejemplo K y n (C=KQ^n)  son constantes que dependen de la solución tecnológica y de los valores nacionales, mientras mayores sean ésta, en las formulaciones mayor será el costo.

(*) Plantas convencionales: de eficiencia media y que utilizan tecnología no actualizada. Véase que la filtración rápida convencional tiene un mayor costo de implementación debido a mayores valores de las constantes

Las investigaciones han llegado a precisar que al utilizar la tecnología apropiada en las plantas existentes de filtración rápida convencional pueden fácilmente triplicar su capacidad, con un costo del 30 al 40% del que se necesitaría para ampliar su capacidad utilizando métodos convencionales, y del 40 al 50% del que se utilizaría con métodos y procesos patentados. En nuevos proyectos de plantas de tecnología apropiada, estas cuestan entre un 40 y un 60% de las plantas que utilizan procesos patentados. Las plantas de filtración directa dentro de sus límites de uso y aplicación son más económicas en un 15 a 25% que las plantas de filtración rápida de tecnología apropiada. En cuanto a los costos de operación y mantenimiento para la tecnología apropiada, los estudios comparativos realizados demuestran que los costos de operación y mantenimiento son menores entre un 10 y un 15% (Valores medios) a los de plantas convencionales de igual capacidad; y en casos extremos se llega a economías superiores a un 40%.

Comparación en costos unitarios de construcción y producción en plantas de América y El Caribe (CEPIS)

Es así que en algunos países, como el Perú ya se va contando con una tecnología de punta en el tratamiento del agua para consumo humano como la tecnología CEPIS , de la cual a través de este artículo vemos que es una tecnología de elevada eficiencia, simple construcción, operación y mantenimiento, alto grado de confiabilidad, flexibilidad y accesibilidad con un bajo costo de operación y mantenimiento por lo que se insta a disponer de mayores recursos humanos capacitados para el diseño, operación y mantenimiento de plantas de tratamiento continuando con la difusión de la existencia de esta tecnología y sus bondades sobre todo entre tomadores de decisión.

ALGUNAS REFERENCIAS:

  • Pérez Carrión, José. Uso de Nueva Tecnología de Tratamiento de Agua en América latina. Presentado al Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, santo Domingo. 1978.
  • Canepa de Vargas, Lidia. Tecnología CEPIS para el tratamiento del Agua. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS). Hojas de Divulgación Técnica. 1992.
  • Maldonado Yactayo, Víctor. Tecnologías de Tratamiento de Agua en el País, Plantas patentadas o tecnología apropiada?. IV Congreso Internacional HIDRO 2011 Obras de Saneamiento, hidráulica , Hidrología y Medio Ambiente. Lima, Perú. Mayo, 2011.