Planta de tratamiento de aguas residuales que sirvan como fuente de almacenamiento para atacar incendios en el "Parque Nacional el Avila"

Los incendios forestales representan el principal problema del Parque Nacional El Ávila. En el verano del año 1960 un incendio de 11 días acabó con 1.400 ha de bosques desde la parte baja de la ladera sur hasta la cima de la Silla. En el 2001 los incendios devastaron 384 ha de vegetación superando en gran medida el total de los años 1999 y 2000, durante el cual se quemaron 106 ha.


La invasión de gramíneas africanas en la ladera sur ha facilitado la propagación de incendios forestales, en su mayoría causados por personas inescrupulosas. En el 2002, desde enero hasta la fecha se han quemado unas 40 ha. en el parque, lo cual llevó a la Defensoría Ambiental a solicitar el cierre parcial de los puntos de acceso al parque para los visitantes.

Invasiones Humanas

- Comunidades agrícolas



Habitantes de las comunidades agrícolas que habitan dentro y alrededor del parque han venido expandiendo los límites permitidos, en zonas donde el lindero del parque no se encuentra bien demarcado. En algunos sectores, el acceso es difícil y no existe información del número de habitantes ni del tipo de cultivo que realizan.

- Indigentes

La autopista Avenida Boyacá define el límite entre el parque nacional y la ciudad de Caracas a los 1.000 m.s.n.m. El lindero se encuentra bien definido y señalizado, numerosos caminos para el ascenso de excursionistas se encuentran en esta zona. Recientemente, esta región del parque ha sido colonizada por indigentes y delincuentes quienes además de contaminar el área con desechos de todo tipo ponen en peligro la seguridad de los usuarios del parque. Estos indigentes acostumbran a hacer fogatas en los herbazales lo que en numerosas ocasiones ha terminado en incendios forestales. La reubicación de los indigentes y la captura de los maleantes no es una labor de INPARQUES, sin embargo la seguridad del parque se ve afectada por la falta de colaboración de otros organismos gubernamentales responsables de esta situación.


Principales causantes de incendios forestales.


De forma general, las causas de los incendios forestales se clasifican en seis grandes grupos:
.- Rayo
.- Negligencias
.- Causas fortuitas
.- Intencionados
.- Desconocidas
.- Reproducciones de incendios anteriores.

La zona montañosa ocupada por el Parque Nacional El Ávila se encuentra intervenida por el hombre desde mucho antes de su creación como parque. Son varias las amenazas que existen sobre su integridad biológica, sin embargo El Ávila cuenta con ciertas fortalezas que favorecen el buen mantenimiento del mismo. Entre ellas podemos reconocer el gran número de guardaparques e infraestructura de las que este parque dispone. Por otra parte, El Ávila cuenta con muchos recursos para su administración y existe un gran interés de la comunidad de Caracas para su protección. La mayor fortaleza del Ávila reside en sus usuarios y visitantes comunes, los montañistas y quienes lo disfrutan como una atracción los fines de semana. El nivel de sensibilización y educación ambiental, así como el valor que el parque tiene entre la comunidad de usuarios más directos, no tiene igual en Venezuela. Indudablemente El Ávila es el parque nacional en donde el interés de sus usuarios en la conservación es más grande. Por esta razón, el progreso de las amenazas existentes y la aparición de amenazas nuevas pueden ser reducidas.

A pesar de que El Ávila cuenta con más recursos económicos e infraestructura que ningún otro parque nacional en Venezuela, todos estos recursos se encuentran distribuidos en la zona del parque que limita con Caracas, por lo tanto se propone la creación de una planta que sirva como fuente de almacenamiento para atacar los incendios forestales que representa un gran problema al Parque Nacional el Avila. Ya que los incendios producen contaminación del aire y del agua, se pierden nutrientes y microorganismos del suelo, la vegetación se degrada y se pierde, además disminuye la flora porque desaparece el hábitat natural y con ello la fauna de la región afectada que no logra reinsertarse en otros ambientes. A esto deben sumarse, la pérdida de vidas humanas, los impactos económicos sobre viviendas e infraestructuras en general, y la disminución de la oferta turística. Algunas de la causas del incedio forestal son:

.- El abandono drástico de las actividades agrosilvopasorales que se ha producido en apenas cuarenta años debido al éxodo rural, con un incremento de la biomasa en los ecosistemas que los hace fácilmente combustibles.

.- La permanencia de la cultura del fuego (quema de rastrojos y pastos), etc.

El tratamiento de aguas residuales (o agua residual, doméstica o industrial, etc.) incorpora procesos físicos químicos y biológicos, los cuales tratan y remueven contaminantes físicos, químicos y biológicos introducidos por el uso humano cotidiano del agua. El objetivo del tratamiento es producir agua ya limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente, y un residuo sólido o fango también convenientes para los futuros propósitos o recursos. Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Esto puede ser tratado dentro del sitio en el cual es generado (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o recogido y llevado mediante una red de tuberías y eventualmente bombas a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para colectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetas a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). Recursos industriales de aguas residuales, a menudo requieren procesos de tratamiento especializado.

Mi estrategia principal es establecer un resorvorio para el tratamiento y almacenamiento de aguas servidadas con fine de riego, en el momento que se produzca el incendio; siguiendo los basamentos necesarios. En este caso el proposito de almacenamiento es doble.

1.- Poder descargar los efluentes en el período deseado.
2.- Obtener efluentes de alta calidad.

Los proyectos de irrigación con aguas servidas deben resolver el defasaje entre la producción contínua de aguas servidas de la ciudad y la demanda discontínua del agua para la irrigación. Los reservorios de almacenamiento aguas residuales permiten una operación flexible de estos sistemas y optimizan el uso del agua, aumentan el área agrícola que puede ser irrigada, y liberan efluentes de calidad alta y confiable. Estos reservorios han sido operados en Israel por más de 30 años para el tratamiento y almacenamiento de aguas servidas durante el invierno lluvioso. Los efluentes son entonces utilizados en irrigación durante el verano seco. Hay cerca de 200 de estos reservorios en el país y sin embargo, hasta hace pocos años, los criterios para su diseño y operación como unidades de tratamiento eran empíricos.

La Planta de Tratamiento

Esta es una planta de reciclaje de aguas residuales situada en el Parque Nacional el Ávila . Los excedentes de 300.000 litros/día se utilizan para regar las 85.192 hectáreas de los cercanos parques públicos de recreo y de juegos. Las aguas residuales se recogen por el colector principal y son tratadas in situ para mejorar su calidad mediante un proceso a tres niveles, con desinfección posterior. Las aguas residuales se devuelven al colector para un tratamiento en una zona más alejada, corriente abajo.La planta tiene gran capacidad y utiliza equipamientos garantizados. Cumple las normas más estrictas.

Extracción de agua, un nuevo concepto de reutilización de efluentes

La extracción de agua es un concepto que consiste en la recogida de aguas residuales procedentes de un colector subterráneo y el posterior tratamiento de los componentes del agua, in situ, para mejorar su calidad con vistas a una utilización del agua reciclada en el área. Los sólidos se separan de las aguas residuales y se devuelven al colector para un último tratamiento en la planta central de tratamiento de aguas residuales.

La mayor ventaja de este concepto es que no requiere costosas inversiones en grandes sistemas de conducciones subterráneas necesarios para devolver el agua desde las grandes plantas de tratamiento hasta las áreas donde se requiere el agua reciclada.

Extracción de las aguas residuales, procedimiento.

El caudal de efluentes en el colector oscila entre un mínimo a las 3:00 am y un máximo a las 8:00 am. Esto significa que los efluentes deben extraerse en el momento adecuado y almacenarse paral siguiente proceso, asegurando de esta formal máximo rendimiento de la planta. Una bomba de doble salida divide en dos partes los residuos del alcantarillado y una bomba individual, que opera a distintas velocidades, extrae el fluido en la cantidad que determinal sistema de control informático.

Filtración

Las aguas residuales sin tratar se bombean hacia un tamiz rotatorio que recoge todas las partículas sólidas de más de 0,5 mm de diámetro. El tamiz, formado por una retícula de alambres de acero inoxidable que deja aperturas de 0,5 mm, y tiene una capacidad de 10 litros/segundo, recoge todos los desechos de las aguas residuales y los devuelve al colector.

Separación de partículas sólidas

Las aguas residuales pasan del tanque de reacción de calizas a un tanque de separación de sólidos, donde los sólidos en suspensión se depositan y se devuelven posteriormente al colector.

Control

Llevar a cabo controles rutinarios de las aguas recicladas para asegurar que la planta cumple los requisitos de calidad, incluidos los criterios de salubridad y de emergencia a la hora de que se necesite. Además, recoger las muestras necesarias para comprobar si se cumplen las condiciones de salubridad.

Este proyecto puede ser un ejemplo eficaz de buena práctica gracias a los logros que se pueden obtener y al hecho de que ha discurrido sutilmente dentro de los marcos y acuerdos institucionales existentes. Demostrar sus ventajas a la hora de reducir incendios forestales en nuestro parque.

El Ávila cuenta con una gran ventaja que es su cercanía a Caracas, lo cual permite que millones de personas supervisen a diario el estado del parque y su funcionamiento. Esto también se ve reflejado en la cantidad de recursos que INPARQUES ha invertido en El Ávila en relación con otros parques en el país y el hecho de que estos recursos se encuentren distribuidos solo en la región más próxima a la ciudad capital. Por otra parte, la cercanía del Ávila a Caracas le genera importantes problemas relacionados con invasión de especies exóticas, grandes incendios periódicos y la errónea inclusión desde la creación del parque, de áreas limítrofes con comunidades humanas o autopistas y sin valor alguno en términos de recursos naturales. Para mejorar algunos de los problemas del parque es necesario invertir en infraestructura y personal en las áreas del parque que no limitan con Caracas, en donde los problemas son de otra índole. A pesar del panorama, El Ávila es un buen ejemplo de participación ciudadana. Sus miles de excursionistas diarios así como los caraqueños que lo visitan por motivos de recreación representan sus principales aliados, quienes en ocasiones se desempeñan como rescatistas o bomberos voluntarios. Esta es una experiencia que debe tomarse como ejemplo a seguir en el resto de los parques nacionales.

Sedimentadores mecánicos y de gravedad. Ventajas y desventajas.

Como hemos visto, al tratar las distintas fuentes de abastecimiento, algunas aguas pueden ser naturalmente potables y otras pueden necesitar un tratamiento corrector previo a su entrega al consumo. Las aguas provenientes de fuentes subterráneas profundas, galerías filtrantes o manantiales, pueden ser entregadas directamente al consumo, siempre que sean químicamente apropiadas y si se tiene en cuenta todas las previsiones necesarias en su captación para evitar su contaminación. Es decir, esta agua es en general naturalmente potable. Solo se recomienda un tratamiento con cloro para resguardarla de cualquier contaminación accidental en la red de distribución. Cuando el agua no es naturalmente potable habrá que hacer un tratamiento corrector, como sucede con las aguas superficiales. El tratamiento corrector o potabilizador puede ser físico, químico o microbiológico.

Como sabemos e proceso potabilización tiene varias etapas, una de las cuales el la sedimentación, en donde el objetivo general es tener un conocimiento amplio sobre los sedimentadotes mecánicos y de gravedad, tomando en cuenta sus ventajas y desventajas. Inicialmente entiendo por sedimentación a aquellos fenómenos mediante los cuales los sólidos en suspensión en un fluido son separados del mismo, debido al efecto de la gravedad. Tengo la oportunidad de separar estos sólidos o partículas en las partículas granulares o discretas, que sedimentan independientemente una de las otras con una velocidad de caída constante, y que no cambian de densidad, tamaño o forma al descender en el liquido. Las partículas más o menos floculadas, que resultan de una aglomeración natural o provocada de las partículas coloidales en suspensión. Al descender en el liquido se adhieren o aglutinan entre si, cambiando de tamaño, forma y peso especificado durante la caída. Teniendo esto en cuenta según sea el tipo de partículas a separar y la concentración de las mismas en suspensión, se pueden diferenciar los siguientes modelos del proceso de sedimentación. Aplicamos las fuerza actuantes: Sobre una partícula cualquiera en movimiento en un fluido en reposo actúan las siguientes fuerzas:
1) Fuerzas de gravedad
2) Empuje
3) Fuerzas de Rozamiento.

Con respecto a las dos primeras es muy fácil comprender que se trata de la fuerza de atracción de la gravedad , que hace que la partícula descienda que hace que la partícula descienda en el fluido, la primera y la segunda es la fuerza de empuje, de acuerdo al principio de Arquímedes , es decir una fuerza de abajo hacia arriba.

En cambio con respecto as la tercera actúa siempre y cuando la partícula este en movimiento dentro del fluido, es una fuerza de abajo hacia arriba.

Existen tres tipos de sedimentadotes mecánicos, más importantes. Sedimentador tipo Lamella es un equipo que utilizando un procedimiento físico separa los sólidos del agua, en un espacio de un tercio de lo que lo hace un clarificador convencional (circular). Después de la floculación, estos sólidos decantan en las placas inclinadas y por gravedad se deslizan al fondo, para su posterior retiro con bombas. Pueden ser con fondo cónico o cilíndrico. Su construcción puede ser FVR, acero al carbón con recubrimientos epóxicos internos y externos, o bien, acero inoxidable. Luego el sedimentador circular consigue la separación de la materia sólida no disuelta en el agua, mediante la acción de la gravedad. Esta operación es muy eficaz, cuando concurren determinadas condiciones, ya que puede producir una reducción del 30% de la demanda bioquímica de oxígeno en las aguas residuales (de origen orgánico). En los estanques circulares se provoca la sedimentación de las partículas en suspensión que se anidan en el agua residual. Los sedimentadores se dotan de raspadores mecánicos de recogida y evacuación de los lodos decantados, que por gravedad se depositan en el fondo del mismo, para su posterior retiro con bombas. Y finalmente los sedimentadores o mas bien es un estanque de flotación por aire disuelto se utiliza en la separación de partículas sólidas, aceites y grasas, la separación se logra introduciendo burbujas finas de gas, normalmente aire saturado, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a la materia en suspensión y suben a la superficie, una vez en la superficie son removidas por un sistema mecanizado de paletas, que retiran el lodo y lo acumulan en un estanque, para su posterior retiro con bombas. Su aplicación esta orientada a industrias lácteas, alimenticias, mineras, pesqueras y salmoneras.

Dentro del proceso de potabilizacion es la floculación donde la sedimentación juega una papel importante ya que una vez floculada el agua, el problema radica en reparar los sólidos del líquido o sea las partículas coaguladas del medio en el cual están suspendidas. Esto se puede conseguir dejando sedimentar el agua, filtrándola o ejecutando ambos procesos a la vez. La sedimentación y la filtración, por lo tanto, deben considerarse como procesos complementarios. La sedimentación realiza la separación de los sólidos más densos que el agua y que tienen una velocidad de caída tal que pueden llagar al fondo del tanque sedimentador en el tiempo económicamente aceptable. La filtración en cambio separa aquellos sólidos que tienen una densidad muy cercana a la del agua, o que han sido resuspendidos por cualquier causa y que por lo tanto no quedan removidos en el proceso anterior. Como ya he dicho, cuando tratamos la sedimentación simple, es entonces cuando el fluido esta en movimiento no son aplicables y resultas por formulas simples.

Leyendo un poco el tema me pareció interesante tocar el tema de “Zona de Lodos”, que esta relacionado con la sedimentación mecánica por gravedad. Como su misma palabra lo dice, en un sector lodos que se depositan en el fondo del sedimentador de manera no uniforme. Entre el 60 y 90% queda retenido en la primera mitad. La cantidad de lodos varía con la turbiedad del agua y la cantidad de productos químicos usados para la coagulación. Por otra parte, la remoción del lodo puede hacerse en forma continua o de forma intermitente. Cuando se hace en forma continua, se usan cadenas barredoras de barros que van empujando a estos lentamente por medio de zapatos a un concentrador. Cuando se remueven en forma intermitente, hay que vaciar el decantador cada cierto tiempo para que durante el vaciado se arrastre los barros hidráulicamente. Se completa la limpieza del fondo en forma manual. Los lodos que son retirados de los sedimentadores, deben ser tratados en organismos especiales, los que pueden ser retirados por bombeo, presión hidrostática, gravitación, etc...

El dimensionamiento de los sedimentadores se hará en base a obtener una permanencia mínima de dos horas para el caudal máximo horario y en ningún caso el volumen puede ser inferior a 350 l. y su profundidad menor de 0,60 m.; cuando se trata de sedimentadores secundarios la permanencia debe ser de una hora y media para el caudal máximo. Si bien no se fija una permanencia máxima, puede imponerla cuando la naturaleza del sedimento y el tipo de cuerpo receptor lo hagan necesario.
Teniendo todo esto en cuenta puedo enumerar, cuales serian mis ventajas y desventajas, bajo mi convicción:

Ventajas:

1. Se adaptan a variedad de diseños
2. Los tiempos de remoción son regulados de tal forma que se evita la formación de procesos anaeróbicos
3. Operación altamente confiable
4. Mejor calidad del agua tratada
5. Mejor velocidad de respuesta a los cambios en la calidad del agua cruda
6. Mejor costo-beneficio
7. Eliminación de polvos en el medio ambiente laboral
8. Simplicidad de construcción y operación que no exige personal muy calificado.
9. Puede servir como un buen tratamiento intermedio
10. Poco consumo de energía
11. Fácil de incorporar en instalaciones nuevas
12. Grandes estructuras con capacidad de almacenamiento de sólidos

Desventajas:

1. Normalmente hay una gran cantidad de pérdida de carga, una diferencia de cotas importante, entre el sedimentador primario y secundario. Entonces, se requiere un diseño muy cuidadoso del perfil hidráulico.
2. Por su gran altura exigen excavaciones profundas y de gran volumen. Por lo tanto necesita un área grande
3. No se pueden usar en climas fríos con temperaturas menores a 10 °C. Temperatura a la cual el tiempo de digestión es muy grande y no es económico ni técnicamente factible.
4. Mala retención de partículas pequeñas
5. Baja carga hidráulica