XIX CONGRESO CHILENO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL Concepción 28 al 30 de Noviembre de 2011 Interamericana

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1 Chile XIX CONGRESO CHILENO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL Concepción 28 al 30 de Noviembre de 2011 Interamericana AGUA EN SITUACIONES DE EMERGENCIA: FACTIBILIDAD TÉCNICA PARA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DESDE UN SISTEMA DE LAGUNAS URBANAS E. Andrés*, V. Almanza, C. Baeza, O. Parra, G. Vidal, R, Urrutia, D. Caamaño y A. Rossner Centro de Ciencias Ambientales EULA-Chile. Universidad de Concepción Barrio Universitario s/n. Concepción Chile babetandres@gmail.com TERREMOTO 27 DE FEBRERO VULNERABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE 13 días después del terremoto (11 Marzo 2010)* Localidad Población Urbana con cobertura AP anterior al terremoto Posterior al terremoto Mediante red de distribución Mediante Camiones, Estanques u otro TALCAHUANO % 75.0% HUALPEN % 35.0% CONCEPCIÓN % 35.0% SAN PEDRO DE LA PAZ % 5.0% Afectados por la falta de agua potable superó el medio millón de habitantes Los cortes de agua fueron superiores a un mes *Superintendencia de Servicios Sanitarios. Consultado 26/4/

2 TERREMOTO 27 DE FEBRERO Si esta planta hubiese quedado fuera de operación, tendríamos graves problemas porque son obras mayores que demoran meses SITUACIÓN POST-TERREMOTO TERREMOTO EN LAS LAGUNAS 2

3 LAGUNAS URBANAS DE CONCEPCIÓN Lo Galindo Lo Custodio Tres Pascualas Lo Méndez Redonda CONTAMINANTES NUTRIENTES 3

4 OBJETIVOS OBJETIVOS Objetivo general Evaluar la factibilidad técnica de las lagunas urbanas de Concepción como fuentes de abastecimiento no convencional de agua potable, solo en caso de emergencia. Objetivos específicos i) Evaluar la factibilidad técnica de generación de agua potable de las lagunas en cuanto a calidad del agua. ii) Evaluar la factibilidad técnica de generación de agua potable de las lagunas en cuanto a volúmenes disponibles de extracción. 4

5 METODOLOGÍA Fecha del muestreo 12 de Enero del de Marzo del de Abril del de Mayo del de Julio del 2011 CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Estaciones Redonda Tres Pascualas Lo Galindo Lo Méndez Lo Custodio Tipo de muestreo LTP-1 (S, F) LG-1 (S) LR-1 (S, M, F) LM-1 (S, F) LC-1 (S) Exploratorio LTP-2 (S) LG-2 (S) LG-1 (S) LTP-1 (S, F) LM-1 (S, F) LR-1 (S, M, F) LG-2 (S) LC-1 (S) Muestreo Mensual LTP-2 (S) LM-2 (S) LG-3 (S) LTP-1 (S, F) LG-1 (S, F) Después de la LR-1 (S, F) LM-1 (S, F) LC-1 (S) LTP-2 (S) LG-2 (S) primera lluvia LR-1 (S, F) LR-1 (S, F) S: Superficie, M: Medio, F: Fondo LTP-1 (S, F) LTP-2 (S) LTP-1 (S, F) LTP-2 (S) LG-1 (S, F) LG-2 (S) LG-1 (S, F) LG-2 (S) LM-1 (S, F) LM-1 (S, F) LC-1 (S) LC-1 (S) Muestreo estacional otoño Muestreo estacional invierno Lo Méndez Redonda Tres Pascualas Lo Custodio Lo Galindo 5

6 Temperatura Turbidez CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Parámetros fisicoquímicos Transparencia Color verdadero Sólidos Suspendidos inorganicos Sólidos Suspendidos orgánicos Metales Plomo* Cromo* Aluminio* Mercurio* Cromo VI* Arsénico* Cobre* Hierro* Magnesio* Cadmio* Manganeso total Selenio* Zinc* Oxígeno disuelto DBO5 ph Conductividad Sólidos totales DQO Alcalinidad * Total y disuelto Sólidos Suspendidos totales Dureza total Sólidos disueltos Nutrientes Nitrógeno total Fósforo total Cloruros Nitratos Orto-fosfato Fluoruro Nitritos Calcio Potasio Amoniaco Sulfatos Sodio Componentes orgánicos y plaguicidas Cianuro Benceno pp-ddt Tetracloroeteno Detergentes Tolueno op-ddt Hidrocarburos fijos Grasas y Aceites Xileno pp-dde Hidrocarburos volátiles 2,4 D Simazina pp-ddd Pentaclorofenol Lindano Metoxiclor Parámetros microbiológicos Clorofila a Coliformes fecales Coliformes totales Enterococcus D.S Reglamento de los Servicios de Agua Destinados al Consumo Humano. NCh 777/1. Agua potable-fuentes de abastecimiento y obras de captación Parte 1: Captación de aguas superficiales 6

7 BATIMETRÍAS VOLÚMENES DE AGUA EN LAS LAGUNAS MAPAS BATIMÉTRICOS Herramienta 3D Analyst RESULTADOS 7

8 CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA ESTADO TRÓFICO DE LAS LAGUNAS Transparencia (m) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Fósforo total (mg P L -1 ) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 Clorofila "a" (µg L -1 ) Disco Sechii (m) Fósforo Total (µg/l) Clorofila a (µg/l) EUTROFIZACIÓN Ultraoligotrófica Oligotrófica Mesotrófica Eutrófica Hipertrófica ,5 < 1,5 < < 1 1 2, , > > 25 0 Redonda Lo Mendez Lo Galindo Tres Pascualas Lo Custodio Programa Internacional Cooperativo de la OCDE -Ryding, S. y Rast, W. (1992) Carlson, R. (1977) CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Parámetros fisicoquímicos DS 735 NCh 777/1 Temperatura Turbidez 2 NTU NTU ph 6,5-8,5 6,5-8,5 Alcalinidad Transparencia Color verdadero (Pt/Co) Conductividad Sólidos Suspendidos totales Sólidos Suspendidos inorgánicos Sólidos Suspendidos orgánicos Sólidos disueltos 1500 mg L mg L -1 Sólidos totales Dureza total Oxígeno disuelto Color verdadero (Pt-Co) DBO5 DQO 0 ph Turbidez (NTU) D.S. 735 NCh 777/1 Redonda Lo Mendez Lo Galindo Tres Pascualas Lo Custodio D.S. 735 y NCh 777/1 8

9 CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Metales DS 735** NCh 777/1** Plomo* 0,05 mg L -1 0,05 mg L -1 Mercurio* 0,001 mg L -1 0,001 mg L -1 Cobre* 2 mg L -1 2 mg L -1 Cadmio* 0,01 mg L -1 0,01 mg L -1 Zinc* 3 mg L -1 3 mg L -1 Cromo* 0,05 mg L -1 0,05 mg L -1 Cromo VI* Hierro* 0,3 mg L -1 0,3-50 mg L -1 Manganeso total 0,1 mg L -1 0,1-10 mg L -1 Aluminio* Arsénico* 0,01 mg L -1 0,01-1 mg L -1 Magnesio* 125 mg L mg L -1 Selenio* 0,01 mg L -1 0,01 mg L -1 * Total y disuelto ** Referido a Total D.S. 735 NCh 777/1 Redonda Lo Mendez Lo Galindo Tres Pascualas Lo Custodio Hierro (mg L -1 ) Manganeso (mg L -1 ) ,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 D.S. 735 y NCh 777/1 CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Componentes orgánicos y plaguicidas DS 735 NCh 777/1 Cianuro 0,05 mg L -1 0,05 mg L -1 Detergentes Grasas y Aceites 2,4 D 30 µg L -1 Lindano 2 µg L -1 Benceno 10 µg L -1 0,01 mg L -1 Tolueno 700 µg L -1 0,7 mg L -1 Xileno 500 µg L -1 0,5 mg L -1 Simazina 2 µg L -1 Metoxiclor 20 µg L -1 pp-ddt op-ddt pp-dde pp-ddd Tetracloroeteno 2 µg L-1 40 µg L -1 0,04 mg L -1 Pentaclorofenol 9 µg L -1 D.S. 735 NCh 777/1 Redonda Lo Mendez Lo Galindo Tres Pascualas Lo Custodio Nutrientes DS 735 NCh 777/1 Nitrógeno total Nitratos 50 mg NO 3 - L mg NO 3 - L -1 Nitritos 3 mg NO 2 - L -1 3 mg NO 2 - L -1 Amoniaco 3 mg NH 3 L -1 3 mg NH 3 L -1 Fósforo total Orto-fosfato Calcio N-NH 4 (mg N L -1 ) Sulfatos 500 mg SO 4 2- L mg SO 4 2- L -1 Cloruros 400 mg Cl - L mg Cl - L -1 Fluoruro 1,5 mg F - L -1 1,5 mg F - L -1 Potasio Sodio 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 D.S. 735 y NCh 777/1 9

10 CARACTERIZACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA Parámetros microbiológicos DS 735 NCh 777/1 Clorofila a Coliformes fecales Coliformes totales 0 NMP/100 ml E.Coli NMP/100 ml Enterococcus Coliformes totales (NMP/100 ml) Coliformes fecales (NMP/100 ml) D.S. 735 NCh 777/1 Redonda Lo Mendez Lo Galindo Tres Pascualas Lo Custodio D.S. 735 y NCh 777/1 VOLÚMENES DE AGUA EN LAS LAGUNAS MAPAS BATIMÉTRICOS LAGUNA REDONDA

11 VOLÚMENES DE AGUA EN LAS LAGUNAS MAPAS BATIMÉTRICOS LAGUNA TRES PASCUALAS LAGUNA LO GALINDO VOLÚMENES DE AGUA EN LAS LAGUNAS MAPAS BATIMÉTRICOS LAGUNA LO CUSTODIO LAGUNA LO MÉNDEZ 11

12 BATIMETRÍAS Nombre Laguna VOLÚMENES DE AGUA EN LAS LAGUNAS Área Profundidad Ancho Largo Perímetro Volumen Superficial Máxima (m) (m) (m) (1000 m 2 ) (m) (1000 m 3 ) Lo Méndez 190,36 379,23 942,62 42,11 6,5 120,10 Tres Pascualas 148,9 549, ,77 77,58 7,9 269,09 Lo Galindo 129,38 519, ,69 49,45 3,4 113,65 Redonda 200,9 209,38 666,67 35,99 14,6 198,74 Lo Custodio 62,69 89,44 241,05 4,02 2,0 3,89 Volumen total de las lagunas: 705, m habitantes 18% 186,4 L/hab d Volumen de agua consumido en 5 días:125, m 3 *Superintendencia de Servicios Sanitarios. Consultado 18/5/ CONCLUSIONES Sobre la base de los parámetros que determinan el nivel trófico de las lagunas se estableció que todas ellas se clasifican como eutróficas. Metales, componentes orgánicos y plaguicidas cumplen con los requerimientos de la NCh 777/1 y el D.S. 735, excepto hierro y manganeso (D.S. 735). La reducción de estos parámetros, la turbidez y el ph, se obtiene al realizar un tratamiento físico-químico del agua. En la laguna Lo Galindo se encontraron en las muestras coliformes totales que superan los límites establecidos en la NCh 777/1, debido a las descargas de los canales de aguas lluvias en invierno. Por ello, se requerirá complementar el tratamiento con procesos especiales o gestionar la canalización de las entradas de aguas lluvia a las lagunas. El agua de las lagunas de Concepción está en condiciones de ser potabilizada mediante procesos simples de coagulación, floculación, decantación, filtración y desinfección. En caso de una emergencia de 5 días se requeriría un 18% del total del agua de las lagunas. 12

13 Para mayor información AGRADECIMIENTOS Estos resultados forman parte del Proyecto INNOVA CHILE 10CREC-8453 Agua potable en situaciones de emergencia: factibilidad técnica para el abastecimiento no convencional de agua potable desde un sistema de lagunas urbanas. Se agradece también a la Empresa Sanitaria ESSBIO S.A y a la Municipalidad de Concepción por sus aportes al desarrollo de este estudio. AGRADECIMIENTOS CENTRO EULA-CHILE Director. Carolina Baeza Director alterno. Oscar Parra Elisabet Andrés Viviana Almanza Loreto Osorio Roberto Urrutia Gladys Vidal Alfred Rossner Diego Caamaño 13

14 AGRADECIMIENTOS GRUPO DE INGENIERIA Y BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL CENTRO DE CIENCIAS AMBIENTALES EULA-CHILE. UNIVERSIDAD DE CONCEPCION 14