Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba ESTUDIO DE RENTABILIDAD ECONÓMICA Y SOCIAL DEL REÚSO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS EN RIEGO EN LOS VALLES BAJOS DE COCHABAMBA. RESUMEN EJECUTIVO FRANCE VANEGAS M. JULIO DE 2017 I Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... - 1 - 2 OBJETIVOS ............................................................................................................................. - 1 - 3 IDENTIFICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO. ................................................................................. - 2 - 4 CARACTERIZACIÓN DE LAS ZONAS DE CULTIVO. ...................................................................... - 2 - 4.1 Ubicación y extensión de las áreas bajo riego....................................................................................... - 2 - 4.2 Principales fuentes de agua para riego ................................................................................................. - 5 - 4.3 Características generales de los cultivos. .............................................................................................. - 5 - 4.4 Gestión del riego en la zona .................................................................................................................. - 7 - 4.4.1 Medidas que adoptan los regantes al usar AR ...................................................................................................- 7 - 4.4.2 Balance Hídrico de los Cultivos ..........................................................................................................................- 8 - 5 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AR ....................................................... - 8 - 5.1 Disponibilidad de AR............................................................................................................................ - 10 - 5.2 Caudales actuales y proyección........................................................................................................... - 11 - 5.3 Caracterización de la calidad del agua: Afluentes y Efluentes. ........................................................... - 12 - 5.4 Análisis del AR a partir de los estándares de calidad para agua para reúso en riego ......................... - 13 - 5.5 Eficiencias de remoción. ...................................................................................................................... - 15 - 5.6 Gestión de lodos. ................................................................................................................................. - 16 - 5.6.1 Situación de uso actual ....................................................................................................................................- 16 - 5.6.2 Caracterización fisicoquímica de los lodos. .....................................................................................................- 17 - 5.6.3 Valoración de la cantidad de lodos con respecto a la dotación promedio de agua. .......................................- 19 - 5.6.4 Tratamiento de los lodos provenientes del tratamiento del AR ......................................................................- 19 - 5.6.5 Propuesta de tratamiento y disposición de lodos residuales ..........................................................................- 20 - 5.7 Costos vinculados al tratamiento del AR. (O&M) ................................................................................ - 21 - 5.7.1 Costos incluidos en los cálculos .......................................................................................................................- 21 - 5.7.2 Resultados por municipio ................................................................................................................................- 21 - 5.8 Planificación de los GAM y GAD en cuanto a PTAR y reúso. ............................................................... - 22 - 6 VIDA ÚTIL DE LAS ZONAS DE RIEGO. ..................................................................................... - 22 - 6.1 Optimización de la ubicación de las PTAR. .......................................................................................... - 23 - 6.2 Caudales aprovechables ...................................................................................................................... - 24 - 6.3 Expansión urbana ................................................................................................................................ - 25 - 7 PROPUESTA DE ASISTENCIA TÉCNICA PARA EL REÚSO DE AR EN AGRICULTURA. .................... - 26 - 7.1 Selección del método de tecnificación en la parcela demostrativa .................................................... - 27 - 7.1.1 Riego por aspersión Vs riego por goteo ...........................................................................................................- 27 - 7.2 Estimación del costo de Asistencia Técnica......................................................................................... - 27 - 7.3 Análisis de la propuesta económica en dos escenarios ...................................................................... - 28 - 8 RENTABILIDAD ECONÓMICA DEL REÚSO DEL AGUA RESIDUAL TRATADA ............................... - 28 - 8.1 Costos, rendimientos y utilidad de la producción ............................................................................... - 29 - 9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................................. - 30 - 9.1 Con respecto al área de riego y cultivos .............................................................................................. - 30 - 9.2 Con respecto a disponibilidad y gestión del AR .................................................................................. - 30 - 9.3 Con respecto a la calidad del agua ...................................................................................................... - 30 - 9.4 Con elación a los sistemas de tratamiento, Eficiencias de remoción, Costos de operación ............... - 32 - 9.5 Con relación a la Gestión de lodos residuales. .................................................................................... - 32 - 9.6 Con respecto a la Asistencia técnica y tecnificación ........................................................................... - 33 - II Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba 9.7 Rentabilidad económica ...................................................................................................................... - 34 - 9.8 Rentabilidad social y ambiental ........................................................................................................... - 34 - 10 ANÁLISIS GENERAL ............................................................................................................ - 35 - 11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................... - 39 - ACRÓNIMOS AR: Agua Residual ARD: Agua residual Doméstica ARI: Agua residual Industrial ARDG: Agua residual domestica generada CEDIB: Centro de Documentación e Información en Bolivia DBO: Demanda Bioquímica de Oxigeno DQO: Demanda Química de Oxigeno EDA: Estación Depuradoras de Aguas Residuales ENDSA: Encuesta Nacional de Demografía y Salud GAD: Gobierno Autónomo Departamental GAM: Gobierno Autónomo Municipal ha: Hectárea INE: Instituto Nacional de Estadística l/s: Litros por segundo l/hab/día: Litros por habitante por día m: Metros lineales m2: Metro cuadrado m3: Metro cúbico m3/s: Metros cúbicos por segundo m3/año: Metros cúbicos por año MMAyA: Ministerio de Medio Ambiente y Agua OMS: Organización Mundial de la Salud OPS: Organización Panamericana de la Salud PDCR: Plan Director de la cuenca del Río Rocha PDM: Plan de Desarrollo Municipal PMMA&SB: Plan Maestro Metropolitano de Agua y Saneamiento Básico de Cochabamba. PTAR: Planta(s) de tratamiento de Aguas Residuales RMCH: Reglamento en Materia de Calidad Hídrica RAS: Relación de Absorción de Sodio SEDAG: Servicio Departamental Agropecuario SDC: Servicio Departamental de Cuencas SDT: Sólidos Disueltos Totales SST: Sólidos Suspendidos Totales TESA: Proyecto Técnico, Económico, Social y Ambiental III Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba 1 INTRODUCCIÓN El reúso de AR para riego agrícola, es una práctica que día a día adquiere más seguidores, dado que, en primero lugar se han perdido o disminuido fuentes convencionales de agua superficial y subterránea, en segundo lugar la escases hídrica afecta en mayor proporción el sector agrícola (se favorecen sectores como el consumo humano e industrial), por último, no existe una gestión adecuada de las AR, sobre todo en países en vía de desarrollo donde cada quien toma lo que pueda, como pueda (y gratis). De igual manera la Declaración de hyderabad (2002), indica que las AR (sin tratar, diluidas o tratadas) son un recurso de creciente importancia global, que con un manejo adecuado, contribuye significativamente al sustento de comunidades, a la seguridad alimenticia y a la calidad del medio ambiente. Las con AR (tratada o no) reusadas en la agricultura tienen enormes beneficios: i) el reúso es considerado una técnica válida para un uso medioambientalmente adecuado, dado que los nutrientes que no alcanzan a ser removidos del agua (generalmente por las deficiencias en los tratamientos), van a los cultivos y el suelo, zonas en las cuales es posible asimilar mayores concentraciones de elementos (entre ellos nutrientes) que bajo circunstancias convencionales (sin reúso), irían a parar directamente a las fuentes de agua, dando lugar a procesos de eutrofización. ii) Repercuten en las familias campesinas en forma favorable, mejorando sus ingresos económicos, por la posibilidad de cultivar durante más meses al año (incluso todo el año debido a la disponibilidad de caudal permanente), por la diversificación de los cultivos y porque no se requiere compras de nutrientes químicos para el proceso, iii) mejora la fertilidad del suelo revalorizando en algunos casos el precio de la tierra; iv) sin mencionar las múltiples ventajas que se presentan a nivel social por la generación de empleo, se evita la migración del campo a la ciudad, se garantiza mantener la cultura agrícola en las zonas de tradición. En este sentido, el reúso del AR es una oportunidad para países como Bolivia a pesar de que se presenta un tratamiento parcial de las aguas (en cantidad y calidad) y que las condiciones en las que se usa el AR difieren bastante de lugar a lugar. De acuerdo con el Plan Nacional de Saneamiento Básico 2008-2015, se calcula que 70% de las AR recolectadas no han recibido ningún tipo de tratamiento, y que el 30% restante ha recibido un tratamiento deficiente, (UNU-FLORES, 2017), sin embargo, el riego con AR en Bolivia es una realidad que se vive a diario en los diferentes municipios, y principalmente en el departamento de Cochabamba, que según GIZ, (2013) tiene el 46% del total nacional en aprovechamiento de AR (tratadas y sin tratar); en total se calcula que se riegan unas 5.700 ha con AR en el país. En Cochabamba, la mayoría de los regantes que usan AR, están organizados en torno a este recurso, tienen turnos y horas establecidas de uso, cuentan con canales y compuertas para llevar el AR directamente hasta sus parcelas; algunos, inclusive tienen con bombas de diferentes capacidades para la extracción del AR del río. Pese a esto, no existen políticas, programas y proyectos que regulen y brinden las competencias necesarias a instituciones, agricultores, campesinos y comunidad en general, para hacer del reúso una práctica segura y rentable. Teniendo claro lo anterior, el presente estudio busca caracterizar el reúso del AR en riego agrícola en los valles central y bajo de Cochabamba, de manera que se generen los insumos necesarios que permitan identificar la rentabilidad económica y social. 2 OBJETIVOS El presente documento tiene dos objetivos:  Brindar información sobre el estado actual del reúso de AR (domésticas o mixtas cuando se mezclan con las AR industriales) en las áreas de estudio de los valles central y bajo de Cochabamba, para analizar y discutir sobre el potencial que tienen las AR como una fuente alternativa de reúso en riego agrícola.  Identificar los impactos actuales y los que se esperarían con la tecnificación e implementación de prácticas seguras para el reúso del agua residual tratada en riego, la caracterización de la rentabilidad económica y de la rentabilidad social., mostrando beneficios y riesgos de su implementación. -1- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba 3 IDENTIFICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO. El área de estudio es la cuenca del río Rocha, región central en el Departamento de Cochabamba, (una de las regiones agropecuarias más importantes del departamento), su principal afluente es el río Tamborada, quien a su vez recibe las descargas de la represa La Angostura (ubicada a 17,5 Km al SE de la ciudad de Cochabamba) a través del Sistema de Riego N°1. En esta cuenca se encuentran asentados los municipios de Sacaba, Cercado, Quillacollo, Tiquipaya, Colcapirhua, Vinto, Sipe Sipe y Capinota. Mapa 1: Municipios que conforman la zona de estudio. Tiquipaya Fuente: Paz G, 2011 El curso principal del Río Rocha atraviesa la ciudad de este a oeste, inicia su recorrido en el municipio de Sacaba, pasando por Cochabamba, Colcapirhua, Quillacollo, Vinto, Sipe Sipe y Capinota (punto en el que se une con el río Arque para formar el río Caine). El área de aporte al río Rocha está conformada por: El Valle de Sacaba, el Valle Central y el Valle Bajo (ver mapa 1). En esta región habitan alrededor de un millón de personas (más de la mitad de la población del departamento). El río Rocha es el principal receptor de las AR (tratadas o sin tratamiento) de la población del área metropolitana; su recurso hídrico se convierten en la principal fuente de agua para la agricultura, debido a las condiciones topográficas y climáticas del departamento de Cochabamba y en particular la cuenca del Valle Central. 4 CARACTERIZACIÓN DE LAS ZONAS DE CULTIVO. 4.1 Ubicación y extensión de las áreas bajo riego De la tabla 1, se aprecia que en el área de estudio existen 2031 ha. bajo riego con AR, en su gran mayoría es AR sin tratamiento o con tratamiento deficiente, tomada directamente de los canales o tuberías que salen de los sistemas de tratamientos, o cuando este es descargado en el río Rocha. Tabla 1. Ubicación y extensión de áreas bajo riego. Coordenadas UTM Área bajo riego Provincia Municipio Sistema de Tratamiento S E (ha) Chapare Sacaba El Abra 806,236 8,074,419 40 Cercado Cochabamba Alba Rancho 797,688 8,070,435 1250 Cercado Cochabamba Canal Valverde 797,688 8,070,435 280 Quillacollo Tiquipaya Tiquipaya 794,811 8,080,018 24 Quillacollo Quillacollo Cárcamo 1 y Tanque Imhoff: Fructuoso Mercado 789,067 8,072,081 Quillacollo Quillacollo Cárcamo 2 y 3 y Tanque Imhoff: Ramón G Prada 788,721 8,071,988 349 Quillacollo Quillacollo Cárcamo 4 Thomás Bata. 787,371 8,072,492 Quillacollo Quillacollo Canal de salida AR 790,166 8,072,569 Quillacollo Vinto PTAR Vinto * 794,811 8,080,018 67* Quillacollo Sipe Sipe Sipe Sipe 782,162 8,068,079 10 -2- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Capinota Capinota Capinota 791,283 8,040,915 11 TOTAL 2131 * Actualmente no existe sistema de tratamiento de AR en el municipio de Vinto, las coordenadas son del lote en donde se construirá la PTAR; las hectáreas hacen referencia a la zona próxima de la planta que está destinada a la agricultura. A continuación se presentan los sitios que hacen uso del AR en los valles de sacaba, central y bajo de Cochabamba. Tabla 2. Ubicación de las zonas de riego ZR Sacaba: Tienen dos zonas importantes agrícolas, que suman 40 hectáreas, ambos sectores hacen uso del AR, proveniente de las urbanizaciones y barrios ubicados aguas arriba de la zona de riego Huerta Mayu y Chacacollo; estas urbanizaciones poseen Huerta Mayu: 27 ha varios tanques sépticos o Imhoff, sin embargo la Zona propuesta para recibir mayoría de ellos se encuentran colmatados y/o AR de El ABRA abandonados (Ampuero, 2004), descargando sus residuos líquidos al río Rocha prácticamente sin Chacacollo: 13 ha. tratamiento. Los agricultores en su mayoría usan Queda aguas arriba de la agua de pozos excavados a las orillas del río, o PTAR, usa agua del rio Rocha incluso en el mismo lecho, en ocasiones toman el agua directamente del río Rocha por bombeo hacía sus pozos. Mapa 2. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Sacaba Cochabamba: Su principal zona de producción agropecuaria es La Maica (Sud, Norte, Chica, Quenamari, Arriba y Central), Alba Rancho y Tamborada, todas al suroeste de la ciudad, cuentan ZR Maica: 280 Ha. Se usa toda el AR con aproximadamente 1530 hectáreas, casi todas proveniente del canal destinadas a la producción de forraje destinados al consumo del ganado, su principal actividad económica es la producción de leche. Entre estos ZR: Maica, Tamborada y Alba cultivos tenemos el maíz, alfalfa, avena y pasto. Rancho: Obtiene el agua para riego de varias fuentes, entre 1250 ha. Recibe AR de Alba Rancho, y agua de los ríos Rocha y ellas se encuentra el río Rocha, el efluente de la Tamborada (canal de riego) planta de tratamiento Alba Rancho, el efluente del canal Valverde (las tres llevan descargas domesticas Río Tamborada e industriales) y el río Tamborada (que transporta el agua procedente del Sistema Nacional de Riegos Nº 1 "La Angostura") Mapa 3. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Cochabamba Tiquipaya: Existen varias zonas de descarga puntal de AR; las tres más importantes de reúso son las comunidades de: Chiquicollo, Bruno Moqho y Kanarancho. De las tres, Bruno Moqho recibe el agua directamente del efluente de la PTAR; cuenta con 24 ha en hortalizas y forraje, siendo predominate el cultivo de espinaca. Esta zona se ZR Bruno Moqho: 24 ha. encuentra al sur del municipio de Tiquipaya, y en Recibe AR del tanque dirección NE de la ciudad de Cochabamba. Se Imhoff que baja por el abastece casi que por completo del sistema de canal dejado por el río descarga de AR del casco viejo de este municipio, el Angela Mayu cual tiene un sistema de alcantarillado que conduce las AR para el tratamiento en un tanque Imhoff, lamentablemente se encuentra colmatado desde hace varios años, presentando eficiencias de tratamiento casi nulas. Su efluente sale al canal del río Angela Mayu de donde es bombeada por un sector de los agricultores de ésta comunidad. Mapa 4. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Tiquipaya -3- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Quillacollo: Su principal zona de riego es la zona de Cota, son alrededor de 349 ha. dedicadas en su mayoría a la producción de forraje, hace parte de la ZR: 349 Ha. Se usa el AR proveniente del canal, los cuenca lechera del valle de Cochabamba, junto con cárcamos y la del río Rocha La Maica. Usan el agua del río Rocha para regar sus Cárcamo de cultivos, el cual trae mezcla de ARD tratadas y sin bombeo 4 tratamiento (de Cochabamba y Quillacollo) y ARI de empresas ubicadas a lo largo de la avenida Blanco Tanques Imhoff Galindo (vía que comunica Quillacollo con (No funcionan) Cochabamba). Para desviar las AR del río Rocha hacia la zona de riego, los agricultores cuentan con una toma de agua y un canal de conducción de Cárcamos de hormigón ciclópeo. Además bombean bombeo 1, 2 y 3 directamente de río o incluso de los cárcamos de (El 2 no funciona) bombeo que posee la zona. Mapa 5. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Quillacollo Vinto: Aún no cuenta con PTAR, el polígono marcado en verde, indica el lote adquirido para la construcción, sin embargo, a lo largo del río Rocha se aprovechan las AR provenientes de Quillacollo, Vinto e industrias a lo largo del corredor vial. Se cultiva en un área aproximada de 67 hectáreas, destinadas a la producción de hortalizas, sobre todo la Cebolla. ZR: Son 67 ha. Zona de riego potencial para el uso del AR tratada proveniente de la PTAR Lote para la construcción de la (Cuando entre en funcionamiento) PTAR Mapa 6. Ubicación del lote para la construcción de la PTAR del municipio de Vinto Mapa 7. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Vinto Sipe Sipe: La zona que aprovecha directamente el efluente de la PTAR es de 10 ha, destinadas a la producción de hortalizas y forraje. Los campesinos ZR: 10 Hectáreas Este efluente recorre construyen canales para el desvío del efluente hacia aproximadamente unos 3 km sus parcelas, pero el GAM no permite, por lo que antes de llegar al río Rocha. permanentemente remueve con maquinaria los canales de tierra; al quedar esta zona alejada del río Rocha, su alternativa es pagar agua de pozo. A lo largo del río Rocha se ven otras parcelas agrícolas que usan estas aguas para el riego. Mapa 8. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Sipe Sipe -4- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Río Rocha Capinota: Actualmente toda el área se riega con agua del río Arque, dado que la PTAR no está funcionando y este río presenta mejores características físicas y mayor cantidad de agua que el río Rocha. Sin embargo cuando la PTAR estaba funcionando, de este efluente se regaban ZR: 11 Hectáreas aproximadamente 11 hectáreas, cuya cercanía y pendientes hacían posible el uso del AR tratada en Río Arque sus parcelas. Mapa 9. Ubicación de áreas de riego próximas al sistema de tratamiento del municipio de Capinota 4.2 Principales fuentes de agua para riego En el valle de Cochabamba existe una diversidad de fuentes de agua superficiales y subterráneas, que son gestionados por los mismos agricultores. En general se pueden citar seis fuentes de agua utilizadas por el sector agrícola: AR tratada (proveniente de los diferentes sistemas de tratamientos de aguas servidas municipales), AR sin tratamiento, aguas mezcladas en el río Rocha (es una combinación de las dos anteriores), aguas de sistemas de riego (en algunos casos mezcladas con AR tratadas o no), aguas superficiales y embalsadas en las cuencas altas o que discurren desde la cordillera al valle por canales (torrenteras) y aguas subterráneas que obtienen a través de pozos excavados y perforado. Aguas residuales tratadas provienen de los sistemas de tratamiento de los municipios de Sacaba (El Abra), Cochabamba (Alba Rancho), Tiquipaya (Tanque Imhoff), Quillacolo (El Paso), Sipe Sipe (Tanque séptico y filtros) Aguas residuales sin tratamiento, se toman directamente de los diferentes canales y tuberías que transportan el agua del alcantarillado o en los puntos en los que el alcantarillado se conecta con el río Rocha. Aguas mezcladas obtenidas directamente del río Rocha y otros afluentes que reciben a lo largo de su cauce descargas de alcantarillas domesticas e industriales con y sin tratamiento y remanente de efluentes de las plantas de tratamiento de aguas municipales. Aguas de sistemas de riego provenientes de la represa La Angostura (canal Sur y Norte del Sistema Nacional de Riego N° 1) y las aguas del río Khora Tiquipaya que corresponde al sistema de riego “La Machu M'ita” Aguas superficiales, se incluyen los ríos Tolavi, Khora, Chuta Khawa, Taquiña y vertientes, al tener comportamiento hídrico estacional, son utilizadas como una fuente de agua para riego en forma ocasional. Las aguas embalsadas son en su mayoría provenientes de las lagunas Lagum Mayu, Sayt'u Kocha y Chankas, que son lagunas naturales mejoradas a través de obras hidráulicas Agua subterránea, de pozos privados y comunales se usan también para riego aunque han disminuido significativamente su caudal y en algunos casos se han secado, debido a la sobre explotación de los acuíferos. 4.3 Características generales de los cultivos. En el área de estudio se caracteriza por tener una amplia producción agrícola y pecuaria, cuyos productos se comercializan en mercados internos, municipales y departamentales. Durante el desarrollo de la consultoría, se encontró que en general se siembran hortalizas y forraje, sin embargo hubo zonas en las que se encontraron algunas plantaciones de tubérculos como papa y camote (Capinota) y algunos frutales como tomate de árbol, naranja y limones (Capinota, Tiquipaya). -5- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Mapa 10. Áreas agrícolas según tipo de cultivo Fuente: Paz, G, 2011 El mapa 10 representa las zonas según tipo de cultivo, y la tabla 3, muestra los productos según municipio, incluyendo el cultivo más representativo, según entrevistas realizadas a los productores. Tabla 3. Cultivos por municipios Cultivo Tipo de Municipio Cultivos Fuente de agua usada Mercado donde se vende principal riego Río Rocha, Pozos a orillas del rio Mercado local1 en Sacaba y demás Lechuga, tomate, espinaca, Rocha, Alcantarillado y efluente de Sacaba Lechuga Inundación municipios del área cebolla, papa, rábano y alfalfa la PTAR El Abra (aún no reciben, metropolitana pero ya tiene la tubería). Río Rocha, Río Tamborada, Canal En general se produce forraje para Valverde, Alcantarillado, Efluente Cochabamba Maíz, pasto y alfalfa Forraje Inundación alimentar el ganado productor de de la PTAR Alba Rancho y Canal leche, la cual es vendida a la PIL Norte SNR N° 1 Alfalfa, maíz forrajero, Hortalizas (espinaca, rábano, Alcantarillado, efluente del Tanque La Paz y Oruro. Tiquipaya zanahoria, haba, perejil, Espinaca Imhoff (baja por el canal del río Inundación Muy poco en el mercado local2 acelga), maíz y frutales (tomate Ángela Mayu, Pozo de árbol, limones y naranjas) Alcantarillado, Cárcamos de Cebolla, Alfalfa, lechuga, haba y bombeo, río Rocha. La zona norte Mercado local y demás municipios Quillacollo Forraje Inundación maíz, flores, espinacas usa el efluente de la PTAR El Paso y del área metropolitana el canal del río Chijllahuri Cebolla, Alfalfa, lechuga, haba y Mercado local y demás municipios Vinto Cebolla Alcantarillado, río Rocha Inundación papa del área metropolitana Hortalizas (Apio, perejil, acelga, Mercado local de Sipe Sipe y Río Rocha, Alcantarillado y Sipe Sipe lechuga, zanahoria, zapallo), Zapallo Inundación municipios del área efluente de la PTAR. Forraje (Alfalfa y maíz) metropolitana Papa, Hortalizas (de todo tipo), remolach Río Rocha, Río Arque, efluente de la Departamentos de Oruro, Capinota tubérculos (papa y camote), Inundación a y PTAR (ahora no está funcionando) Chachabamba, La Paz y Santa Cruz frutales Zanahoria 1 Se vende localmente si no indican la zona en la que se produce, debido a que las personas no quieren comprar por el uso del AR. 2 En el mercado local no quieren comprar la producción sobre todo desde que salió una publicación en el periódico indicando que esa zona riega con AR. -6- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba 4.4 Gestión del riego en la zona El mapa 11, indica la diversidad de fuentes de agua que son utilizadas por los campesinos de la zona, además de las múltiples combinaciones que realizan con el propósito de garantizar los volúmenes necesarios para la producción agrícola. Mapa 11. Áreas agrícolas según fuente de agua usada en riego FUENTE: Paz G, 2011 4.4.1 Medidas que adoptan los regantes al usar AR Desde hace muchos años3 existen criterios sanitarios que buscan el uso seguro de AR en agricultura, de manera que se pueda proteger la salud de agricultores y consumidores, sin embargo, en la zona de estudio se identificó que los regantes no han recibido ningún tipo de capacitación referida a las medidas que pueden tomar con el propósito de cuidar su salud al aprovechar AR, de hecho manifiestan que nunca se les entrega información sobre las calidades del agua que usan ni las implicaciones directas en su salud. Muchos de ellos manifiesta que el mayor problema vinculado al uso del AR, se da desde el punto de vista económico porque puedan despreciar sus cultivos; en la zona de La Maica (que usan las AR de Alba Rancho y el Canal Valverde), presentan un conocimiento amplio de las implicaciones que tiene el uso de estas aguas en su salud y en la de toda la comunidad. Lo paradójico, es que incluso los agricultores de La Maica, (quienes vinculan directamente las afecciones en la salud con la mala calidad de las AR que han estado usando por décadas), tampoco hacen uso de elementos de seguridad durante el riego. El argumento está ligado a la incomodidad que se presenta al usarlos. A continuación se presenta un cuadro para ilustrar los elementos de protección y acciones que se preguntaron a los agricultores para garantizar el uso seguro del AR. Tabla 4. Competencias en el uso seguro del AR Pregunta Respuesta ¿Reciben alguna información sobre la Nunca calidad del AR que usan? ¿Han recibido alguna capacitación o Nunca. Incluso manifiestan que los técnicos municipales no tienen las competencias para impartirles esta asistencia técnica para usar el agua de información. las PTAR? 3 En 1989 la OMS y el CEPIS publican el informe sobre Directrices sanitarias sobre el uso de aguas residuales en Agricultura y Acuicultura -7- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Ven los elementos de protección como obstáculos para un desempeño óptimo de las labores en la parcela. Elementos de protección usados Algunas mujeres usan guantes, las botas en pocos casos, el lavado de manos no es una práctica consiente por durante el riego (persona) lo tanto no saben si lo hacen o no. Indican que es inevitable que los niños ingresen a las zonas en las que se usa el AR. En general cuentan con botas y guantes de gomas pero no lo usan tanto como debieran. La práctica de evitar el riego antes de la cosecha, se realiza, pero entre 4 y 2 días. Se efectuá no como una Protección durante el riego (cultivo) acción de seguridad, sino como medida para facilitar la cosecha al evitar que la zona esté empantanada/húmeda. En todos los casos la actividad la realizan en familia. Se distribuyen tareas: preparación del terreno, siembra, ¿Quiénes participan de la labores de riegos, deshierbe, cosecha, lavado del producto y venta. riego y cosecha? No se contrata peones dado que las áreas en las que cultivan en promedio son hasta 1 ha. Tienen claro que el agua presenta calidad deficiente. Esta calidad la vinculan a aspectos físicos y ¿Cómo considera qué es el agua de la organolépticos, para ellos el determinante es el olor, a pesar de que mencionan pH. Sólo agricultores de La PTAR que utiliza para riego? Maica hablaron de acumulación de metales y efectos de la concentración de ciertas sustancias en el suelo que lo vuelven salino. Cree que las enfermedades o En Tiquipaya y Sipe Sipe mencionaron que los hongos que sufren algunos de los agricultores son producto del afectaciones a la salud de su familia contacto de sus pies y manos con esta agua. En Cochabamba y Quillacollo, vinculan las frecuentes diarreas y han estado asociadas al uso del agua demás afecciones gastrointestinales (humanas y animales) al uso del AR, incluso en Cochabamba (La Maica) del río (AR con y sin Tratamiento) o al mencionaron un incremento en los índices de cáncer en la población y de abortos en sus vacas por el mismo consumo de sus cultivos efecto. Sacaba y Capinota no reportaron ningún efecto por el uso del AR en sus cultivos. 4.4.2 Balance Hídrico de los Cultivos En las parcelas se identificó un uso del AR para riego similar al uso del agua proveniente a otras fuentes (destinadas exclusivamente para este fin), en varias de las zonas se mezcla el agua convencional con el AR, en otras sólo se usa el agua proveniente del río Rocha. A continuación se presenta una tabla con los balances hídricos realizados con la información de Oferta de Agua y con los calendarios de cultivos expuestos, buscando respetar los regímenes de uso actual del agua, y que se muestre con racionalidad el potencial de uso en agricultura de las AR producidas en los municipios de estudio. Tabla 5. Balance Hídrico de los sistemas de riego por municipio según cedula de cultivo Eficiencia del Demanda de Horas de riego con Municipio Área regada sistema Oferta de agua agua AR (ha.) % m3 m3 Hora/día Sacaba 9.88 0.46 133,648 65,087 6 Cochabamba 272.02 0.43 4,608,428 3,661,755 7 Tiquipaya 11.14 0.49 78,648 60,142 12 Quillacollo 57 0.46 368,046 360,174 9 Vinto 57 0.46 147,053 139,206 12 Sipe Sipe 5.08 0.49 45,785 43,182 12 Capinota 11 0.47 97,596 87,448 12 5 DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AR El siguiente cuadro presenta las características principales de las PTAR objeto del estudio, adicionalmente se incluye un esquema que representa cada sistema. Fotos de las PTAR se presentan en el Anexo 1. Tabla 6. Principales características de las PTAR Provincia Chapare Cercado Quillacollo Capinota Municipio Sacaba Cochabamba Tiquipaya Quillacollo Sipe Sipe Capinota Sistema de Canal Fructuoso Ramón G Thomás El Abra Alba Rancho Tiquipaya Sipe Sipe Capinota Tratamiento Valverde Mercado Prada Bata. Reactor Cámaras lagunas Estructura Es una anaeróbico Tanque Tanque Tanque Tanque sépticas con anaerobias, de Lagunas estación y canal de Imhoff Imhoff Imhoff Imhoff Filtros y tratamiento elevadora desinfección anaerobios Humedales Funciona SI SI NO4 SI NO NO NO SI NO 4 Es una estación de bombeo que durante el desarrollo del presente estudio se encontraba fuera de servicio por trabajos de adecuación y mejoramiento. -8- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Pre- Nivel del Terciario Secundario tratamient Primario Primario Primario Primario Primario Terciario tratamiento o Vida útil 20 25 25 20 20 20 20 20 20 (años) Año de construcció 2016 1986 - 1988 1990 1990 1990 1995 2006 n Q Diseño 130 300 250 10 40 40 50 4 10 (l/s) Canal 3 km Cuerpo Ángela antes de Río Rocha Río Rocha Río Rocha Río Rocha Río Rocha Río Rocha Río Rocha receptor Mayu unirse al río Rocha origen del Mixta Mixta Mixta Domestica Mixta Mixta Mixta Domestica Domestica AR Tabla 7. Esquemas de las PTAR en la zona de estudio. Sacaba Tiquipaya Cochabamba Canal Valverde, estación elevadora Planta de Tratamiento Alba Rancho Bombeo EFLUENTE Río Rocha Quillacollo: son cuatro iguales en diferentes zonas Efluente al Río Rocha Cárcamo de Bombeo -9- Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Sipe Sipe Efluente Capinota Planta de tratamiento sin funcionamiento Fuente: Adaptación de esquemas a partir del documento de sistematización de la GIZ, 2013 5.1 Disponibilidad de AR El agua disponible para el riego en la zona de estudio es insuficiente (en casi todas las zonas) en relación con la demanda de los agricultores, por esto todos deben recurrir a fuentes adicionales (pozos, aguas superficiales, aguas provenientes de alcantarillados y agua de sistemas de riego). En los últimos años el valle de Cochabamba ha experimentado frecuentes sequías, agravando la situación que se tiene en relación al agua disponible para riego (incluso para otros usos). El déficit de agua se produce pese al uso que se hace de AR y demás fuentes citadas. Se calcula que la oferta de agua para riego es de 7,4 m3/s, mientras que la demanda es de 9 m3/segundo (UNU-Flores, 2017). En este acápite se indican los puntos de descarga del efluente y se presentan los caudales actuales y proyecciones de estos, de manera que se evidencie la disponibilidad (actual y futura) de AR en la zona de estudio. Mapa 12. Ubicación de efluentes de las PTAR y puntos de control por descargas Fuente: Elaboración propia a partir de coordenadas del Informe de auditoría ambiental K2/AP06/M11 y datos levantados en campo. - 10 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba 5.2 Caudales actuales y proyección Para los cálculos y proyecciones, se tomarán los valores de cobertura de alcantarillado registrados en PMMA&SB, 2014, por ser los más actuales; para el caso del municipio de Capinota se tomará el valor registrado en el estudio de la GIZ (2013). Para las dotaciones se asumen las presentadas en el PMMA&SB, 2014, en el municipio de Quillacollo se toma una dotación de 80 L/hab/día, como sugiere el plan director de la cuenca del río Rocha (2014), para Capinota se toma la dotación de 50 L/hab/día calculado por Saldias (2016). Tabla 8. Cálculo de caudales de AR en la zona de estudio según dotación de agua para consumo Dotación Población Cobertura de Población con Caudal del ARDG (*) Caudal ARDG Potencial (**) Municipio agua (-) urbana (+) alcantarillado (+) alcantarillado L/hab/día (hab) (%) (hab) (L/s) 3 (m /año) (L/s) (m3/año) Sacaba 126 207,115 85 176,048 205 6,477,149 242 7,620,175 Cochabamba 120 800,962 70 560,673 623 19,645,996 890 28,065,708 Tiquipaya 228 87,002 80 69,602 147 4,633,796 184 5,792,245 Quillacollo 80 144,879 87 126,045 93 2,944,405 107 3,384,373 Vinto 95 34,146 80 27,317 24 757,768 30 947,210 Sipe Sipe 72 25,551 50 12,776 9 268,592 17 537,184 Capinota 50(1) 68,986 60 41,392 19 599,184 32 1,009,152 Total 1120 35,326,890 1502 47,356,048 (-) Tomado de PMMA&SB. Informe Final, 2013 (+) Tomada del PMMA&SB, 2014 * Caudal de AR generadas en la actualidad (según cobertura). ** Caudal de la población total que debería ser servida. (1) Saldias, (2016) El resultado de caudal actual de ARDG, con base en la dotación es de 35,326,890 m3/año (tabla 8, columna 7), considerando los aforos de efluentes de las PTAR y descargas municipales, el caudal es de 14,411,952 m3/año (tabla 9, columna 6); valores bastante dispares, esto es debido principalmente a que: i) las PTAR no reciben la totalidad de las AR colectadas en las redes de alcantarillado; ii) las PTAR que reciben un porcentaje alto de las redes de alcantarillado, no cuentan con la capacidad suficiente para tratarlas, por lo que deben derivar parte del AR; iii) el total del caudal aforado no se incluye el aporte de AR de todos los cárcamos de bombeo que se tienen en el municipio de Quillacollo, tampoco el Canal Valverde, ni la PTAR de Capinota, debido a que no se encontraban funcionando, al momento de la medición; iv) es muy probable que el agua recibida en las viviendas sea menor a la dotación dado que en casi todos los municipios se presenta racionamiento. Tabla 9. Cálculo de caudales de AR en la zona de estudio según caudal efluente (aforado Vs teórico) Caudal teórico (2) (diseño) Caudal aforado (+) Municipio Descripción del Efluente (L/s) (m3/año) (L/s) (m3/año) Sacaba Efluente El Abra 130 4,099,680 20 630,720 Efluente Alba Rancho 130 4,099,680 300 9,460,800 Descarga Alba Rancho(**) 170 5,361,120 Cochabamba Efluente Valverde (salida de la 250 7,884,000 No está en operación - estación de bombeo) Efluente (salida de la PTAR) 6(1) 189,216 Tiquipaya 10 315,360 Efluente (Descarga al río) 4 126,144 Efluente Cárcamo 1 40 1,261,440 40 1,261,440 Efluente Cárcamo 2 50 1,576,800 50 1,576,800 Quillacollo* Efluente Cárcamo 3 ‐ ‐ No está en operación - Efluente Cárcamo 4 40 1,261,440 40 1,261,440 Efluente (salida de la PTAR) 3 94,608 Sipe Sipe 4 126,144 Efluente (Descarga al río) 0 0 Capinota Efluente 10 315,360 No está en operación - Totales 834 26,301,024 457 14,411,952 (+) Fecha de aforo entre el 24 y 28 de abril del 2017, finalizando la temporada de lluvias. * Se bombea de manera intermitente desde los cárcamos. No hay un caudal constante, sólo puntual cuando se arranca la bomba, se deja bombeando según tiempo disponible de quien las opera y cantidad de agua en el tanque de succión. Sólo se aforó uno de los cárcamos, los otros dos valores se obtienen del informe de contraloría (2011). ** No fue posible su medición, pero se calculó con base en el registro de entrada a la planta (300 L/s) y el efluente tratado (130 L/s) (1) Se excluye del total debido a que se considera el valor de caudal que llega al río, porque es el que está disponible para riego. - 11 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba (2) Valores tomados del estudio de sistematización de PTAR de la GIZ (2013) 5.3 Caracterización de la calidad del agua: Afluentes y Efluentes. El anexo 2: Informe de ensayo. El cual presenta los resultados del análisis efectuados a las AR, (para mayor detalle se puede consultar dicho anexo). A continuación se presenta un consolidado en las tablas 52 y 53 que incluye los resultados realizados para este estudio, los resultados recabados con las entidades que contaban con análisis de laboratorio de sus AR, y los resultados del estudio de evaluación de PTAR con potencialidad para reúso realizado por Saldias en 2016. Convenciones para leer las tablas 10 y 11 Abra: PTAR El Abra. NE: No fue encontrado luego del análisis Al R: PTAR Alba Rancho. AG – 0X: Código usado por el laboratorio para identificación de la muestra. V: Canal de elevación de AR Valverde. Emp: Valor suministrado por la empresa/entidad responsable de la operación del T: PTAR Tiquipaya. sistema de tratamiento. Q: Cárcamo de bombeo de Quillacollo. Saldias: Valor obtenido del Estudio de evaluación de PTAR con potencialidad para reúso S: PTAR Sipe Sipe. de aguas para riego agrícola en zonas áridas y semiáridas de Bolivia, Saldias, 2016 C: PTAR Capinota. Valores que sobrepasan el límite del RMCH. (Af): Resultado en el Afluente Valores que sobrepasan el límite propuesto en esta consultoría. (Ef): Resultado en el Efluente Tabla 10. Resultados de los análisis de AR para las PTAR. Municipios de Sacaba y Cochabamba Sacaba Cochabamba Municipio Abra Abra Límite Al R (Af) Al R (Ef) V (Af) (Af) (Ef) PARÁMETRO Año 2017 2017 2017 2016 2016 2017 2016 2016 2017 RMCH Propue sta UNIDAD AG - 02 AG - 01 AG - 04 Saldias Emp. AG - 03 Saldias Emp. AG - 05 Clase B pH in situ Esc. pH 7,60 6,32 7.18 - 7.57 6,86 - 7.75 6,93 6.0 - 9.0 6.5 - 8.4 Temperatura in situ °C 12,3 11,4 14.7 - - 14,6 - - 15,5 - - Turbiedad UNT 540 344 391 - - 305 - - 498 <50 - Conductividad µS/cm 1870 1906 1376 1460 1293 1361 1408 1275 1621 - <1000 SDT mg/l - 1930 706 746 665.67 625 708 653.33 - <1000 <500 SST mg/l - 115 - - 528.83 211 - 152.00 350 60 <50 Calcio mg/l - 128 - - 30.50 38,4 - 39.00 - <300 - Magnesio mg/l - 22,3 - - - 14,9 - - - <100 - Sodio mg/l - 162 - - - 123 - - - <200 - RAS - 3.47 - - - 4.26 - - - - <3 Dureza (CaCO3) mg/l 411 147.80 157 - 166.20 - - BDO mg/l 280 268.2 465 527 402.25 95.7 191 105.83 267.3 <5 <30 DQO mg/l 931 894 668 1055 837.08 319 382 371.17 891 <10 <60 Plomo mg/l - <0,05 NE - - <0,05 - - - <0.05 <5 Cromo +3 mg/l - <0,005 NE - - <0,005 - - - 0,60 Cromo Total mg/l - 0.10 <0.2 - - 0.14 - - - - <0.1 Cadmio mg/l - < 0.017 NE - - < 0.017 - - - 0.005 <0.01 Aluminio mg/l 0.00 0.00 0.03 - - NE - - 0.06 <0.5 <5 Hierro Total mg/l 0.55 0.14 0,18 - - NE - - 0.00 <0.3 <5 Cobre mg/l 0.11 NE 0.58 - - 0.00 - - 0.05 <1 <0.2 Zinc mg/l 2.33 1.99 2.75 - - 2.02 - - 2.28 <0.2 <2 Fósforo Total mg/l 39.00 33.34 48.72 - - 55.28 - - 66.47 - - Fosfatos (PO4) mg/l 12.88 10.83 15.87 - - 17. 77 - - 21.65 <0.5 - Nitratos (mg/L N03) mg/l 2.6 2.2 5.9 - - 3.4 - - 6.2 <50 <30 Nitrógeno amoniacal - mg/l - - - - 10.66 - 10.29 - <2.0 - (mg/L NH3) Cloruros mg/l - - - - 108.83 - - 122.33 - <300 - Sulfuros mg/l - - - - 7.03 - - 3.36 - <0.1 - NMP/100 2.10E+1 680000 4.30E+1 270000 2.00E+0 Coliformes fecales - - - - 1000 - ml 6 00 2 0 9 - 12 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Tabla 11. Resultados de los análisis de AR para las PTAR. Municipios de Tiquipaya, Quillacollo, Sipe Sipe y Capinota Quillac Tiquipaya Sipe Sipe Capinota Municipio ollo Límite T(Af) T(Ef) Q(Ef) S (Af) S (Ef) C (Af) C (Ef) PARÁMETRO Año 2017 2016 2017 2016 2016 2017 2017 2017 2016 2016 2017 2017 2016 RMCH Propue AG - AG - Empre AG - AG - Empre AG - AG - sta UNIDAD Saldias Saldias AG -12 Saldias Saldias Clase B 10 11 sa 08 09 sa 07 06 6.0 - 6.5 - pH in situ Esc. pH 7,07 - 7,40 7.3 7.03 7,18 6,80 7.28 7,49 7,56 - 9.0 8.4 Temperatura °C 12,5 - 12,7 - - 20 13,5 12,5 - - 13,6 15,7 - - - in situ Turbiedad UNT - - - - - 161 386 373 - - - 185 - <50 - Conductividad µS/cm - 1048 1317 1078 1177 1906 - 3110 2800 1881 - 1247 - - <1000 SDT mg/l - 507 836 537 - 911 - 1872 1420 - - 1104 1163 <1000 <500 SST mg/l - - 198 - - 258 - 99,0 - - - 133 - <60 <50 Calcio mg/l - - 24,6 - - 32.7 - 161 - - - 84,6 - <300 - Magnesio mg/l - - 12,1 - - 22.1 - 120 - - - 92,6 - <100 - Sodio mg/l - - 87,6 - - 120 - 183 - - - 56,0 - <200 - RAS - - 3.61 - - 3.96 - 2.66 - - - 1 - - <3 Dureza mg/l - - 112 - - 172.6 - 896 - - 592 - - - (CaCO3) BDO mg/l 462.4 485 601.6 499 348 43 638 492 537 198 60.8 93.6 327 <5 <30 DQO mg/l 578 971 752 999 462 54 797 615 1074 383 76 117 655 <10 <60 Plomo mg/l - - <0,05 - - <0,05 - <0,05 - - - <0,05 - <0.05 <5 Cromo +3 mg/l - - <0,005 - - <0,005 - <0,005 - - - <0,005 - 0,60 Cromo Total mg/l - - - - - - - NE - - - NE - - <0.1 < < < < Cadmio mg/l - - - - - - NE - - 0.005 <0.01 0.017 0.017 0.017 0.017 Aluminio mg/l 0.00 - 0.02 - - 0.13 NE NE - - - NE - <0.5 <5 Hierro Total mg/l 0.16 - 0.16 - - 0.04 0.00 0.00 - - - 0.42 - <0.3 <5 Cobre mg/l 0.05 - 0.05 - - 0.07 0.54 0.31 - NE - 0.17 - <1 <0.2 Zinc mg/l 2.30 - 2.30 - - 2.72 2.69 1.92 - - - 1.96 - <0.2 <2 Fósforo Total mg/l 43.03 - 33.03 - - 70.61 - 30.7 - 20 - 0.11 - - - Fosfatos (PO4) mg/l 14.09 - 10.76 - - 23 - 10 - 7.74 - 0.33 - <0.5 - Nitrato(mg/L mg/l 4.15 - 3.7 - - 6.9 - 1.83 - - - - - <50 <30 NO3) N amoniacal mg/l - - - - 101 - - - - 85 - - - <2.0 - (mg/L NH3) Sulfuros mg/l - - - - 2.12 - - - - 96.2 - - - <0.1 - Coliformes 2.10E+ 2.60E+ 2.70E+ 4.30E+ 4.80E+ 1.50E+ NMP/100ml - - - - - - - 1000 - fecales 11 07 13 08 04 06 Ausent Grasas mg/l - - - - 75 - - - - 38 - - - es 5.4 Análisis del AR a partir de los estándares de calidad para agua para reúso en riego En este acápite se presenta la interpretación de resultados a la luz de la posibilidad de usar el AR en riego. Se sugiere consultar el Anexo 4: Formulas y Referentes usados y el Anexo 6: Informe de Monitoreo, que presenta un análisis corto de la empresa que efectuó el monitoreo. pH: Todas las muestras presentaron resultados de pH cercanos a la neutralidad, cumpliendo con las normas establecidas y la ley de aguas boliviana (6.0 – 9.0). Se puede concluir que el efecto por toxicidad de metales pesados es - 13 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba muy bajo, dado que a estos valores de pH es muy poco probable que se encuentren en formas asimilables; sin embargo pH entre 7.0-8.1 indican presencia de carbonatos, por lo que es recomendable revisar los niveles de P, Fe, Zn, Mn y Cu. Conductividad: Casi todos los valores (El Abra, Alba Rancho, Tiquipaya, Quillacollo y Capinota) están en la categoría C3 catalogada como Altamente Salina (750-2250) µmhos/cm, Sipe Sipe es C4, Muy Altamente Salina (2250 -5000) µmhos/cm. Ninguno cumple con el valor propuesto en la consultoría (<1000 µmhos/cm). Según la literatura, estos valores disminuyen el rendimiento de la mayoría de los cultivos, presentando sólo rendimiento satisfactorio en cultivos muy tolerantes a la salinidad. De los valores de conductividad se obtiene que el rango de sales en el agua está entre 0.5-1.5 gr/L de sal para las aguas que quedaron en la categoría C3 y entre 1.5-3.0 gr/L para el agua de categoría C4; concentraciones que, por una parte dificultan la absorción de los nutrientes por parte de los cultivos; por otro lado ciertas sales producen fitotoxicidad en las plantas. Sólidos Disueltos Totales: Para este paramento los resultados de El Abra y Sipe Sipe se encuentran incluso por encima del máximo recomendado para la clase D (<1500 mg/l), Capinota está por encima de los valores recomendados para Clase A y B (1000 mg/l) pero por debajo de la Clese C, y Alba Rancho, Quillacollo y Tiquipaya cumple con la norma (<1000 mg/l). Si se comparan los resultados con el límite establecido en la consultoría (<500 mg/l), ninguna de las muestras cumpliría. Según la FAO, todas las muestras tendrían restricción (débil a moderada) en su uso. Este es uno de los parámetros de calidad de agua agrícola más importantes, debido a que mide indirectamente la salinidad del agua. Un nivel alto de sales en el agua de riego reduce la disponibilidad del agua para el cultivo (debido a la presión osmótica), lo cual afecta significativamente el rendimiento, de igual manera altera el crecimiento de las plantas y la calidad de los productos. Sólidos Suspendidos Totales: Todos los resultados se encuentran en valores que duplican e incluso triplican el valor máximo admisible (<60 mg/l). De la literatura (OMS, 2006) se concluye que pueden ser partículas que agreguen materia orgánica y nutrientes (si son biodegradables) si no lo son, pueden reducir la percolación del agua. RAS: Aunque dos de las muestras (Quillacollo y Tiquipaya) presentan un RAS >3, luego de validar con la conductividad, se obtiene que todas las muestras se encuentran en un grado de riesgo sódico bajo, todos se ubican en la zona de toxicidad de Sodio S1, pero C3 para conductividad (Norma de Riverside), lo cual produce un agua apta para riego pero con precaución y seguimiento. Sodio: Una concentración elevada de Sodio (Na) produce toxicidad en algunos cultivos además puede acelerar la degradación de la estructura del suelo. Lo interesante es que cuando hay alta salinidad el daño del Na sobre la estructura del suelo es menor ya que las sales tienen una acción opuesta a la del sodio. Lo cual ocurre en todas las muestra analizadas, por lo tanto se puede deducir que el efecto del sodio en estas aguas no es dañino al suelo, sin embargo es recomendable hacer seguimiento a través del RAS para mantener el control de los niveles. Por otro lado en las muestras no se observan altos valores de Porcentaje de Sodio Intercambiable -PSI (todos menores a 75), catalogado como Libre de sodio (sin problemas de manejo y no requiere de aplicaciones masivas de calcio en el suelo). Dureza: Aguas duras pueden compensar las acciones negativas por altas concentraciones de sodio en el agua. Los resultados de dureza en las muestras presentan diversidad en su clasificación. Agua Moderadamente duras (50-150 mg/l): Tiquipaya y Alba Rancho. Agua Dura (150-300 mg/l): Quillacollo. Aguas Muy duras (>300 mg/l): Sipe Sipe, El Abra y Capinota. Hierro: En general el Fe no es toxico para las plantas pero su presencia puede afectar negativamente la disponibilidad de fosforo y molibdeno; puede obstruir sistemas de riego tecnificados cuando precipita (concentraciones >0.2 y pH >7.5). Teniendo claro lo anterior, hay riesgo de precipitación en la PTAR El Abra (Afluente: 0.55mg/l Fe y pH 7.6) y en la PTAR de Capinota (Efluente: 0.42mg/l Fe pH 7.56). Todos los resultados de están muy por debajo del límite propuesto 5 Calculados a partir de la ecuación obtenida por el USSL que relaciona el -PSI con el RAS (ver anexo de referencias para el análisis) - 14 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba (<5 mg/l), sin embargo El Abra (afluente) y Capinota (efluente) no cumplen con el límite permitido (<0.3 mg/l según norma Bolivia Clase B. Nitrógeno: Los valores reportados están en su forma de nitrógeno amoniacal y otros en forma de nitratos; el N amoniacal cuenta con un valor máximo establecido en la norma RMCH de (<2 mg/l Clase C) todos los resultados están por encima. Para los nitratos se tiene un valor de 50mg/l (Clase C), valor que no es superado por ninguno de los resultados. Fosforo: Los resultados de Fosfatos encontrados en las muestras (excepto Capinota), presentan concentraciones muy altas (>10 mg/l), sin embargo no es posible compararlo directamente con los límites que presenta el RMCA (1 mg/l Clase D) debido a que este reglamenta sólo los fosfatos en su forma de Ortofosfatos (que son fosfatos más avanzados); a pesar de que no existe un valor referencia a nivel nacional, se comparan estos resultados con el límite para fosfatos de la EPA (15 mg/l) y la directiva EU 91/271/CEE que especifica unos valores límite para el vertido de AR con compuestos de fosfato en función del tamaño de la PTAR, estos valores son: 2 mg/l, (ambos límites para el control de eutrofización de la fuente receptora) Cloruros: Se tiene los valores del seguimiento mensual que se realizó a la PTAR Alba Rancho, cuyos valores (afluente y efluente) se encuentran todos por debajo del valor mínimo establecido en la norma (todos son menores a 250 mg/l Clase A); sin embargo algunos de los meses (julio y septiembre) presentan valores promedio mayores al valor propuesto en esta consultoría (142 mg/l, para riego superficial). Metales: Los metales de los que se tienen mediciones son: Aluminio, Cadmio, Cobre, Cromo, Magnesio, Plomo, Zinc. Los resultados en cuanto a Aluminio de El Abra, Alba Rancho, Tiquipaya, Sipe Sipe y Capinota cumplen con el valor recomendado en clase B (todos son menores de 0.05 mg/l), sólo los resultados del canal Valverde (0.06 mg/l) y el de Quillacollo (0.13 mg/l) se encuentran por encima, cumpliendo con el límite de Clase C. Para el caso del Cadmio, todos los valores reportados son menores a 0.017 (que es el límite del equipo usado para la determinación). No se puede asegurar que cumplan con la norma (<0.005 mg/l). Con relación al Cobre, pocos cumplen con la norma propuesta de 0.2 mg/l, (solamente El Abra, Quillacollo y Capinota); sin embargo todos cumplen el valor máximo propuesto por el RMCH en Clase B y C (<1 mg/l). Para el caso del Cromo (+3) todos los resultados reportan valores menores a 0.005 mg/l (límite de medición del equipo). Los resultados de Cromo Total en todos los casos medidos se encuentran por debajo de 0.02 mg/l. Los resultados de Plomo están todos muy por debajo de los límites establecidos como máximos, tanto en el RMCH como en la propuesta. Para el caso del Zinc, todos se encuentran por encima del límite establecido en el RMCH Clase B (<0.2 mg/l), el valor de los efluentes de Alba Rancho, Canal Valverde y Quillacollo se encuentran sobre el límite establecido en el propuesta (<2mg/l). De los resultados anteriores se concluye que las muestras de AR presentan bajos contenidos de metales, casi todos cumpliendo la norma establecida para clase C. indicando esto que en la mayoría de los casos el AR es de origen domiciliario o ARD. Es necesario hacer un control de los vertimientos en Quillacollo y el Canal Valverde, ya que estos presentan concentraciones de aluminio altas. En Alba Rancho, Valverde, Tiquipaya y Sipe SIpe se debe controlar las descargas industriales dadas las concentraciones altas de Cobre. DBO y DQO: A excepción del AR tomada del cárcamo de bombeo de Quillacollo, todos los demás valores reportados de estos dos parámetros incumplen con los límites máximos establecidos por el RMCH (ni siquiera para la Clase D). Esto valores muestran las deficiencias en la remoción y eficiencias de la PTAR (donde están en operación). Nota: Es posible que el resultado de Quillacollo se vea afectado por el proceso de decantación que sufre el AR en el cárcamo de bombeo, dado que no fue posible extraer la muestra del fondo. Coliformes: Los valores analizados (sólo en los efluentes de la PTAR), son muy altos y bastante alejados de lo propuesto por la norma. Todos por encima de 105, incluso hay valores con exponentes de 1016, concentraciones muy riesgosas para la salud de las personas que manipulan las aguas para usarlas en riego. 5.5 Eficiencias de remoción. Para el cálculo de eficiencias, se realizaron las tabla 12 y 13 en ellas se presentan los valores de eficiencias de las PTAR de los municipios de Sacaba (El Abra), Tiquipaya y Sipe Sipe y Alba Rancho en Cochabamba. - 15 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba Tabla 12. Eficiencias de remoción en las PTAR Sacaba, Tiquipaya y Sipe Sipe Sacaba Tiquipaya Sipe Sipe PARÁMETRO UNIDAD Af Ef %E Af Ef %E Af Ef %E Turbiedad UNT 540 344 36 - - - 386 373 3 Conductividad µS/cm 1870 1906 -2 - 1317 - - 3110 - SDT mg/l - 1930 - - 836 - - 1872 - SST mg/l - 115 - - 198 - - 99 - Calcio mg/l - 128 - - 24.6 - - 161 - Dureza (CaCO3) mg/l - 411 - - 112 - - 896 - DQO mg/l 931 894 4 578 752 -30 797 615 23 Hierro Total mg/l 0.55 0.14 75 0.16 0.16 0 0 0 - Cobre mg/l 0.11 NE 100 0.05 0.05 0 0.54 0.31 43 Zinc mg/l 2.33 1.99 15 2.3 2.3 0 2.69 1.92 29 Fósforo Total mg/l 39 33.34 15 43.03 33.03 23 - 30.7 - Fosfatos (PO4) mg/l 12.88 10.83 16 14.09 10.76 24 - 10 - Nitratos (mg/L N03) mg/l 2.6 2.2 15 4.15 3.7 11 - 1.83 - Af: Afluente (antes de ingresar a la PTAR), Ef: Efluente (a la salida de la PTAR), %E: porcentaje de eficiencia Las eficiencias registradas en la tabla 12, muestran los valores por debajo del 50% (menos la remoción de hierro total y cobre en la PTAR El Abra), e incluso valores de eficiencias con signo negativo para Tiquipaya, esto se debe en principio a que el tanque Imhoff presenta condiciones bastante deficientes y prácticamente se encuentra abandonado. Por su parte, las bajas eficiencias registradas en la PTAR El Abra están ocasionadas por el proceso de arranque en el que se encuentra la planta (el día de la toma de muestras llevaba una semana de funcionamiento). En la tabla 13 igualmente se evidencian valores de eficiencia negativos, en este caso obedece a que se realizó el cálculo con el valor promedio anual de remoción alcanzado. Las mejores remociones en la PTAR Alba Rancho se alcanzan en los sólidos sedimentables y las coliformes totales y fecales (todas por encima del 90%) Tabla 13. Eficiencias de remoción PTAR Alba Rancho Parámetro Eficiencia 1 (%) Eficiencia 2 (%) Conductividad (µmhos/cm) 11.4 1.3 Sólidos sedimentables (mg/l ) 11.8 93.8 Sólidos suspendidos (mg/l ) 7.6 71.3 Sólidos disueltos (mg/l ) 14.5 1.9 Sólidos totales (mg/l ) 12.7 32.8 DBO5 total (mg/l O2) 5.5 73.7 Notas: DQO total (mg/l O2) 11.0 55.7 Eficiencia 1: Porcentaje de remoción que se logra en el Dureza total (mg/l CaCO3) 5.3 -12.4 río Rocha, cálculo a partir de concentraciones antes de la PTAR (100 m) y después de la descarga de la planta (100 Calcio (mg/l Ca) 5.9 -27.9 m) Cloruros (mg/l Cl) 11.6 3.1 Sulfuros (mg/l SO) 26.1 52.3 Eficiencia 2: Porcentaje de remoción que logra la PTAR. Nitrógeno Amoniacal (mg/l NH3-N) 28.0 3.5 Coliformes totales (NMP/100 ml) 73.1 96.3 Fuente: Elaboración propia a partir de concentraciones Coliformes fecales (NMP/100 ml) 70.2 96.0 promedio anual suministrados por SEMAPA (2016) 5.6 Gestión de lodos. 5.6.1 Situación de uso actual En las PTAR visitadas, sólo la del municipio de Sacaba (El Abra), cuenta con un proceso para disposición de los lodos extraídos de las diferentes unidades. Las demás no poseen infraestructura para el manejo de lodos y tampoco cuentan con procesos de estabilización, por esta razón no fue posible cuantificar los costos por este ítem en las PTAR objeto de - 16 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba estudio. El Abra por su parte presentó un gasto de 180 Ton/año de cal, para el manejo de los lodos, el cual tienen un costo de USD 32.4006 No hay otro gasto relacionado con lodos en el informe. A continuación se presenta una tabla que resume la situación actual del manejo de los lodos en las PTAR objeto de estudio. Tabla 14. Situación actual del tratamiento de lodos. volumen y peso Tiempo de purga o Zona de Opción para la disposición de PTAR Tratamiento de lodos extracción disposición lodos generados Poseen lechos de secado, Se extrae cada dos Se tiene prevista la actualmente se encuentran días del Según cálculos disposición en el relleno realizando pruebas para Hasta el momento desarenador y del cada 3 meses se sanitario. Sin embargo se El Abra identificar los volúmenes se han usado en el tanque generaría una desea realizar análisis para que deben disponer y hacer ornado de la PTAR homogenizador tonelada de lodo saber si se pueden usar como los cálculos de tiempo del (aprox 10 min) abono orgánico secado. Tiene un terreno al Se tiene convenio con la Simplemente se deja de Cada dos años. lado de las lagunas empresa municipal de aseo - Alba ingresas el agua a una de las Esto dura el en las que se Nunca se ha EMSA También se entregó a Rancho lagunas y se deja desecar proceso de secado dispone cada dos cuantificado la mancomunidad de Santos mediante la acción del sol en cada laguna. años. Cuando se el Paraíso para llenar una seca depresión de un terreno. El material se Se extrajeron 60 remueve Sólo se extrajo por m3 acumulados permanentemente Cada semana se extrae lo primera vez hace en el tanque al En fecha 31 de mayo de cayendo almacenado en costales para un par de meses hacer la limpieza 2017, se realizó la entrega directamente a disponer en el relleno para la adecuación para la Canal oficial de las estructuras para canecas de 240 sanitario. Lo recoge EMSA. del tanque que construcción del Valverde el pretratamiento, el cual litros. Cada 24 Se pretende realizar recibe las AR. nuevo sistema. incluye la remoción de horas son compostaje y analizar si el Con el sistema Actualmente, se sobrenadantes y arenas. removidas a un producto es adecuado para nuevo, se remueve extraen cada 24 tanque donde se uso en agricultura. casa 24 horas. horas alrededor remueve parte del de 240 litros agua. Al lado del tanque No hay ningún tratamiento, A veces los agricultores de la Cada seis meses Imhoff hay una Cada seis meses Tiquipaya cuando se ve muy colmatado 3 zona los recogen porque aproximadamente depresión que se entre 4 y 6 m se saca lodo del tanque dicen que son buen abono. está llenando Cada dos años se Al lado de cada No se ha Quillacollo Ninguno remueven lodos Ninguna tanque cuantificado de los cárcamos Se usan palas mecánicas Cada mes se hace Se lleva al relleno No se ha Sipe Sipe para la extracción en los mantenimiento y Ninguna sanitario cuantificado tanques sépticos. se extrae todo Capinota y Vinto no se incluyeron en la tabla debido a que Vinto no cuenta con PTAR y la de Capinota es un sistema de lagunaje del que no han extraído lodos (ahora está fuera de servicio). 5.6.2 Caracterización fisicoquímica de los lodos. Se obtuvo caracterización de los lodos de las PTAR de El Abra (Sacaba), Alba Rancho (Cochabamba) y Tiquipaya. En la PTAR de Sipe Sipe, dos días antes de hacer el muestreo se habían vaciado los tanques sépticos y no fue posible encontrar lodos; en Quillacollo no se sacó lodo, en primero lugar por la profundidad de los cárcamo y en segundo lugar porque no se hace ningún tipo de tratamiento (el AR ya no ingresa a los Tanques Imhoff); el Canal Valverde (Cochabamba) 6 Información obtenida del informe de gastos de operación & mantenimiento para el año 2017 (US$/año) – PTAR El Abra. - 17 - Estudio de rentabilidad económica y social del reúso de aguas residuales tratadas en riego en los valles bajos de Cochabamba estaba vacío debido al proceso de adecuación que actualmente se realiza; finalmente en Capinota la PTAR lleva varios años sin operar. Tabla 15. Caracterización de los lodos de las PTAR de El Abra y Tiquipaya Parametro Unidades Método Sacaba, El Abra Tiquipaya pH en pasta a Temp = 19,6ºC Esc. pH 6,23 7,60 Densidad Real g/cm³ Pignometria 1,86 1,12 % 0,08 0,87 Nitrógeno total ASTM D 3590-02A mg/Kg 800 8700 Fosforo total mg/Kg Fotometría 326,7 174,1 Humedad (contenido de agua) % Gravimetría 13,9 29,8 Calcio soluble meq/100g Volumetría 8999 1000 Magnesio soluble meq/100g Volumetría 2090 196 Sodio soluble meq/100g Volumetría 1968 796 RAS referencial Calculado 4,85 6,02 PSI Calculado 5.57 7.08 En Sacaba, PTAR El Abra, se tomó la muestra de los lechos de secado provenientes del sedimentador secundario. En Tiquipaya directamente del Tanque Imhoff. RAS= Relación de adsorción de Sodio. PSI = porcentaje de Sodio intercambiable. Cochabamba, PTAR de Alba Rancho: Los análisis presentados a continuación se realizaron para el proyecto de ampliación y mejoramiento de la PTAR Alba Rancho, fueron realizados entre los meses de octubre y noviembre de 2016, entre ellos se encuentra una evaluación detallada de parámetros en los lodos fluidizados y secos. Tabla 16. Caracterización de los lodos de la PTAR Alba Rancho. Análisis en lodos fluidizados Análisis en lodos secos Parámetro Unidades L-S1 L-S2 L-S3 L-S1 L-S2 L-S3 pH - 7.62 6.82 6.24 7.13 7.32 7.25 Conductividad µs/cm 684 1204 1393 - - - DBO5 g/Kg O2 793 483 781 - - - DQO g/Kg O2 1427 869 1405 - - - Fósforo (P) mg/Kg 848 766 2634 66 67.4 78.5 Nitrógeno (NT) mg/Kg - % 1292 1776 3037 0.15 0.22 0.16 Cobre (Cu) mg/Kg - - - 0.71 0.71 0.71 Mercurio (Hg) mg/Kg - - - 0.011 0.009 0.010 Níquel (Ni) mg/Kg - - - 0.74 0.74 0.98 Cadmio (Cd) mg/Kg 2.25 2.37 2.11 <0.01 0.17 <0.01 Cromo Total (Cr) mg/Kg 226 226 223 <0.01 <0.01 <0.01 Plomo (Pb) mg/Kg 45.80 43.58 81.92 <0.1 <0.1 <0.1 Zinc (Zn) mg/Kg 158 137 610 5.8 7.4 8.2 Coliformes termo resistentes UFC/100 ml 1.0E+5 1.0E+5 1.0E+5 1.0E+5 1.0E+5 1.0E+5 Coliformes fecales UFC/100 ml - - - 1.0E+5 1.0E+5 1.0E+5 Parásitos bacteriológicos - 3d/1e/0f 9d/0e/0f 4d/0e/0f 40b 140a/200b AUSENTE L-S#: Representa cada laguna secundaria (1, 2 y 3), a: Quistes de entamoeba, b: Huevos Himenolepys, d: Acaris, e: Taenia, f: Trichuris Sacaba (El Abra) y Tiquipaya: Partiendo de un valor de RAS de 13 como límite para dividir suelos sódicos de suelos no sódicos (Soil Science Society of America, 1987), estos lodos quedan con características de suelos No sódicos; con respecto al PSI se puede clasificar como No sódico (PSI <7) para el caso de El Abra, y como ligeramente Sódico (7