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Proyecto de investigación: Reuso en acuicultura de las aguas residuales
tratadas en las lagunas de estabilizacion de San Juan

Sección I : Resumen Ejecutivo

CEPIS/ OPS/ OMS

Servicio Nacional de Abastecimiento de Agua Potable
y Alcantarillado (SENAPA)

Proyecto de Investigación

Ing. Julio Moscoso Cavallini Oficial del Proyecto /  Ing. Alberto Flórez Muñoz Director

Auspiciado por:

Agencia Alemana de Cooperación Técnica (GTZ)
Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo
Banco Mundial

Lima, Perú
Octubre, 1991


Indice general

    Abstract
    1. Resumen
    2. Introducción
    3. Antecedentes
    4. Objetivos
    5. Materiales y métodos
    6. Resultados
    7. Conclusiones y recomendaciones
    8. Reconocimiento
    9. Referencias
    Lista de Figuras
    Lista de Cuadros

Abstract

In Latin America around 400 m3/s of untreated wastewater are being disposed in surface waters and used in the irrigation of about 500,000 ha, causing health problems and environmental contamination. To change this situation, wastewater treatment must be increased and from a sanitary point of view its reuse should be safe, but in accordance to the poor economies of the Region. This reuse would generate new food and job sources, enlarging the agricultural frontier, and improving the correct use of water, especially in desertic zones.

This document describes the experiences accomplished between 1988-90 on reuse in aquaculture of the wastewaters treated in the Statibilization Lagoons Complex of San Juan, located south of Lima.

As a result of the study it can be concluded that the treatment of wastewater in stabilization pond system is appropriated to obtain effluents with level under MPN l x 105/100 ml fecal coliforms which is good enough to harvest fish free of pathogenic parasites, bacteria and virus.

The production system was finally scheduled to stock Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) at the beginning of summer, an initial rate of two 60 - grams fish per square meter. After four months, the carrying capacity of the ponds was 4,410 kg/ha with 250 g fish and the productivity rate was 30.8 Kg/ha/day, without any supplementary feeding.

The market for the Tilapia study carried out in Lima showed a complete acceptance, there was no relevant evidence of refusal to its consumption even though the consumers were informed of where the product come from. The potential market was estimated in 180 tons per month at a price of US$1.00/Kg.

The integrated treatment/aquaculture systems have considerable possibilities of success in tropical regions, where a commercial farm of 9 ha may produce 63 TM annually, with a Net Present Value (NPV) of US$95,200 at an 22% discount rate. In subtropical zones the NPV is US$46,400 for a 16 ha farm producing 53 TM annually. In both cases, it is possible to cover 100% of the wastewater treatment cost, which fluctuates between US$0.0042 and US$0.0062/m3, respectively, for a 100 l/s treatment plant located in arid lands with no commercial valve.


1. Resumen

En América Latina alrededor de 400 m3/s de aguas residuales no tratadas están siendo dispuestas en los ambientes acuáticos libres y en el riego de cerca de 500,000 ha, provocando problemas de salud y contaminación ambiental. Para cambiar esta situación es necesario incrementar el tratamiento de las aguas residuales y tecnificar su reuso con un criterio sanitario, pero acorde con las pobres economías de la Región. Este reuso permitiría generar nuevas fuentes alimenticias y puestos de trabajo, ampliando la frontera agrícola y mejorando la eficiencia en el uso del agua, especialmente en zonas desérticas.

Este documento describe las experiencias realizadas en 1988-1990 sobre el reuso en acuicultura de las aguas residuales tratadas en las Lagunas de estabilización de San Juan, localizadas al sur de Lima, Perú.

Como principales hallazgos del estudio se puede afirmar que el tratamiento de aguas residuales en lagunas de estabilización es apropiado para obtener un efluente con niveles máximos de coliformes fecales de NMP 1 x 105/100 ml, calidad suficiente para cosechar peces libres de parásitos, bacterias y virus patógenos.

El sistema de producción de peces fue finalmente configurado para sembrar a inicios del verano, una población de Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) a razón de dos peces de 60 g por metro cuadrado. Luego de cuatro meses, la capacidad de carga del sistema fue de 4,410 kg/ha de peces de 250 g y la tasa de productividad de 30.8 kg/ha/día, sin alimento suplementario.

El Estudio de mercado de la Tilapia realizado en Lima Metropolitana mostró una buena aceptación de la tilapia, no habiendo evidencias de rechazo en cuanto a la procedencia del producto. El estudio de un mercado potencial, mostró la posibilidad de comercializar aproximadamente 180 TM/mes a un precio de EUA$1.00 por kilo de tilapia.

Los sistemas integrados de tratamiento/acuicultura tienen grandes posibilidades sobre todo en las regiones tropicales, en donde una granja de 9 ha con una producción anual de 63 TM y que se comercialice a EUA$0.80/kg, puede reportar un Valor Actual Neto (VAN) de EUA$95,200 a una tasa de descuento de 22%. En zonas subtropicales como Lima el VAN es de EUA$46,400 para una granja comercial de 16 ha que produce 53 TM anuales. En ambos casos se ha incluido el costo del tratamiento de agua que es de EUA$0.0042 y 0.0062/m3, respectivamente para una planta que trate 100 l/s, localizada en terrenos eriazos sin valor comercial.


2. Introducción

La profunda crisis ecónomica y social que afronta América Latina ha determinado que grandes sectores de su población vivan hacinados en las zonas marginales de las grandes ciudades, sumidos en la total pobreza y sin ningún servicio básico. La Organización Mundial de la Salud (WHO, 1987) señala que en América Latina sólo el 10% de las aguas residuales colectadas en alcantarillados reciben algún tratamiento antes de ser dispuestas en los cuerpos de agua como ríos y mares. Esto significa que alrededor de 400 m3/s de desagües vienen contaminando el medio ambiente y constituyen un vector para la trasmisión de parásitos, bacterias y virus patógenos.

De otro lado, dada la escasez de agua, muchos agricultores usan las aguas residuales crudas para irrigar más de 500,000 ha en la Región.

Por lo expuesto, queda claro que en las ciudades existen dos requerimientos paralelos: la necesidad de disponer sus aguas residuales y la conveniencia de reutilizarlas en beneficio de la comunidad. Pero esta asociación no se satisface con el solo hecho de introducir las aguas residuales a los estanques acuícolas y campos agrícolas, debido al alto riesgo de propagar enfermedades gastro-intestinales. Resulta indispensable interponer entre ambas actividades una forma de tratamiento capaz de reducir al mínimo los riesgos para la salud pública.

La Organización Panamericana de la Salud (OPS) recomienda el sistema de lagunas de estabilización para el tratamiento de las aguas residuales domésticas, debido a su gran eficiencia en la remoción de patógenos. La transformación de la materia orgánica en estas lagunas, permite liberar nutrientes y generar una gran biomasa de algas, elementos aprovechables por la agricultura y la acuicultura. Este sistema de tecnología simple y sin requerimientos de equipos y energía convencional, se adecúa muy bien a las posibilidades de los países en vías de desarrollo, razón por la cual se constituye en la primera opción, siempre que se disponga de área suficiente con poco valor comercial.

A pesar de las bondades de las lagunas de estabilización, son pocas las plantas que se han implementado en los países latinoamericanos, ya que los gobiernos no cuentan con los recursos económicos necesarios. De allí que los sistemas tratamiento/reuso deban trabajar con gran eficiencia para encontrar una rentabilidad, único factor que animará la inversión de empresas públicas y privadas de la Región.

Es por todo lo expuesto, que este proyecto pretende asociar el reciclaje de las aguas residuales a la acuicultura, cuya rentabilidad es generalmente mayor que en las actividades agropecuarias.


3. Antecedentes

El uso de las aguas residuales para fertilizar los estanques piscícolas se inició en Alemania a fines del siglo XIX (Prein, 1988), y por otro lado en Calcuta (India) en 1930, donde actualmente se cuenta con el sistema de reuso más grande del mundo (Edwards, 1985). La acuicultura incorporada al sistema de tratamiento de aguas residuales en lagunas de estabilización es materia de investigación más reciente, ya que la mayoría de sistemas existentes usan directamente el agua cruda o parcialmente tratada (Bartone, 1990). Aún no está claro si el uso de las aguas crudas promueve la transmisión de patógenos entéricos, especialmente en los países en desarrollo (WHO, 1989).

En América Latina, el uso de las aguas residuales se ha orientado principalmente a la agricultura, estimándose que actualmente existen en la Región cerca de 500,000 ha regadas con estas aguas. Alrededor de la ciudad de México se estiman 90,000 ha y otras 275,000 ha en el resto del país; en Santiago de Chile existen 16,000 ha (Bartone, 1990) y en Lima se estiman unas 3,000 ha. Esta situación muestra la magnitud del reuso de las aguas residuales que de un lado constituye un recurso muy valioso para la agricultura (agua con nutrientes) y del otro un serio riesgo para la salud pública.

La importancia del reuso de las aguas residuales es mayor en las zonas áridas. Es el caso de la costa peruana, que cuenta con una extensión de 13.6 millones de hectáreas, de la cual sólo 700,000 ha son usadas actualmente para agricultura, manteniéndose el 95% restante como desierto. Paradójicamente, la costa alberga 12 millones de habitantes, que representan el 50% de la población peruana.

Lima, la capital y la ciudad más grande del Perú, viene recibiendo una incontrolable migración rural que ha determinado una población actual de 7 millones de habitantes. Solo el 45% de esta población es atendida con 21 m3/s del agua proveniente del río Rímac y fuentes subterráneas. Por otro lado, sus desagües son vertidos directamente al Océano Pacífico y al río Rímac, causando serios problemas de contaminación ambiental. Parte de estos desagües son actualmente utilizados para el riego de 3,000 ha de vegetales, que al ser consumidos, causan muchos de los casos de diarreas, fiebres intestinales, hepatitis y parasitosis en la población. La diarrea es la principal causa de mortalidad infantil, mientras que la fiebre tifoidea alcanza en el Perú la mayor tasa de Latinoamérica (Cointreau, 1987).

Consciente de la problemática antes descrita, la Organización Panamericana de la Salud (OPS) ha considerado la necesidad de estudiar y fomentar el sistema de lagunas de estabilización como una de las alternativas más viables para tratar las aguas residuales en los países de la Región. Los bajos costos de tratamiento podrían ser absorbidos total o parcialmente por actividades productivas, como la agricultura y la acuicultura. Es así que desde 1977 el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) viene ejecutando, junto con entidades peruanas, diversos estudios en el Complejo de Lagunas de estabilización de San Juan, ubicado a 16 km al Sur de Lima (Gráfico I-1).

Por las mismas razones, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo/Banco Mundial y la Agencia Alemana de Cooperación Técnica (GTZ) vienen auspiciando desde 1983 el Proyecto de Reuso en Acuicultura de las Aguas Residuales Tratadas en las Lagunas de Estabilización de San Juan, con la finalidad de definir una tecnología de producción acuícola, que pueda absorber el costo de tratamiento de las aguas residuales en lagunas de estabilización.

Las fases I y II del Proyecto fueron realizadas entre junio de 1983 y abril de 1984 y permitieron definir que las condiciones ambientales de las lagunas cuaternarias son satisfactorias para la supervivencia y crecimiento de los peces Tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y carpa común (Cyprinus carpio). Sin embargo, estas lagunas no resultaron prácticas para el cultivo de peces y se recomendó la construcción de estanques ex-profesamente para ese fin, que serían abastecidos con efluentes terciarios de las lagunas de estabilización. Los análisis microbiológicos, parasitológicos y toxicológicos preliminares mostraron que al parecer no existían impedimentos para destinar los peces al consumo humano directo (Moscoso y Nava, 1988).

Los resultados de las fases mencionadas han sido discutidos por dos Paneles de expertos en Lima, Perú (1984) y Bangkok, Tailandia (1987), recomendando en ambos casos implantar una Unidad Experimental de Acuicultura para continuar las investigaciones.

Sin embargo, la idea de cultivar peces en el Perú, alguna vez primer país pesquero del mundo, resultaba poco atractiva frente a la "abundancia" de los recursos marinos. Por ello es que muchos especialistas piensan que el déficit nutricional de la población peruana podría ser atendido por una mayor captura de pescado. Se olvida que los costos de detección y captura, almacenamiento a bordo, la conservación en frío o el procesamiento del producto y la larga cadena de comercialización establecida, determinan un significativo encarecimiento del producto. Estos costos, que no pueden ser cubiertos por el consumidor de escasos recursos económicos, son normalmente subsidiados por el Estado, representando una peligrosa carga para la pobre economía del país.

Frente a esta problemática de la actividad extractiva, se presenta al cultivo de peces de agua dulce como una alternativa para atender la misma demanda local, e incluso ampliarla a los mercados marginados por los actuales canales de distribución de pescado marino. El aprovechamiento de los subproductos generados por el tratamiento de las aguas residuales en estos cultivos, permitirían abaratar sensiblemente el costo del producto.

Por último, la acuicultura en América Latina ha crecido en forma apreciable en los últimos años, como se refleja en la producción superior a 160,000 TM anuales aportadas por países como Brasil, Chile, Colombia, Ecuador, Panamá y Perú (Hernández, 1990). Es necesario tener presente que esta pujante actividad también puede verse seriamente afectada por la creciente contaminación de los recursos hídricos que la abastecen.


4. Objetivos

El objetivo del Programa de investigación fue estudiar el reciclaje de las aguas residuales a través de la acuicultura, basándose en criterios de bioingeniería, sanitarios y socio-económicos, que permitan diseñar un sistema integrado de tratamiento de aguas residuales/acuicultura y un esquema de monitoreo que certifique la calidad del producto, de tal forma que sea aplicable a los países en vías de desarrollo.

Los objetivos específicos fueron:

  1. Efectuar un manejo de las lagunas de estabilización, que permita obtener un efluente adecuado para la acuicultura en términos de calidad sanitaria y fertilidad.
  2. Determinar la máxima producción piscícola, al introducir a los estanques un efluente de lagunas de estabilización que estimule la productividad natural, sin generar condiciones ambientales adversas a los peces.
  3. Evaluar la calidad sanitaria de los peces cultivados con aguas residuales tratadas y establecer protocolos que permitan certificar su aptitud para consumo humano directo.
  4. Conducir un estudio socio-económico, para evaluar el potencial de desarrollo del sistema de tratamiento de aguas residuales/acuicultura en condiciones tropicales y subtropicales.

7. Conclusiones y recomendaciones


8. Reconocimiento

A través de este trabajo, queremos rendir un homenaje póstumo al Dr. Balfour Hepher, prestigioso investigador de la acuicultura en Israel, quien fue asesor de este proyecto en las fases I y II.

Se agradece igualmente a todos los que han colaborado con la ejecución del Proyecto, en especial a las siguientes personas:

COLABORADORES

CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERIA SANITARIA Y CIENCIAS DEL AMBIENTE (CEPIS)

Ing. Rodolfo Sáenz, Propuesta Definitiva
Quim. María Luisa Esparza, Control de Calidad
Ing. Edgar Vega Alcázar, Ingeniero de Campo
Quim. Miriam Vásquez, Análisis Físico-químicos
Lic. Beatriz Castañeda, Estadística
Blgo. Guido Canales, Instrumentación
Dr. Katsuhiko Ikeda, Cromatografía de Gases
Srta. María Aguilar, Análisis Bacteriológicos
Sr. Ricardo García, Laboratorista
Sr. Javier Barrera, Obrero
Sr. Herbert Ríos, Obrero
Sr. Juan Angeles, Vigilante
Sr. Jesse Díaz, Chofer
Srta. Irma Alvarado, Secretaria
Srta. Rosana Battifora, Secretaria
Sra. Silvia Brescia, Secretaria
Srta. Haydeé Olcese, Secretaria

GERMAN AGENCY FOR TECHNICAL COOPERATION (GTZ)

Ing. Klaus Kresse, Coordinador Sectorial Regional

SERVICIO NACIONAL DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO (SENAPA)

Ing. Sixto Meza
Ing. César Tapia
Ing. Luis Chinén
Ing. César García
Ing. Alicia Chang
Ing. Rodrigo Gonzáles
Lic. Pedro Sandoval
Sr. Mario Salazar

PROGRAMA DE PROTECCION AMBIENTAL Y ECOLOGIA URBANA (PPAEU)

Ing. Gonzálo Carrillo
Arq. Carlos Carbajal
Ing. Paulino Sánchez
Ing. Gerardo Chávez
Sr. Alberto Angeles
Sr. Rufino Huanca

9. Referencias


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