Comparación técnica y económica del método de humedales construidos vs una planta de tratamiento prefabricada basada en lodos activados, aplicado a una solución para una escuela rural, ubicada en la región de Ñuble

Abstract

Es fundamental que el agua se logre conservar en buen estado, ya que es un recurso vital para todo el planeta y biodiversidad de especies. Debido a esto es que la conservación de los recursos naturales ha ido adquiriendo gran importancia en los últimos años, llevando de esta manera a pensar y crear nuevas soluciones para su protección y conservación. El recurso que más valor ha adquirido es el agua y sus fuentes naturales, ya que durante años han sido explotadas y contaminadas, alterando la calidad del agua y sus ciclos; causando daños irreparables para la biodiversidad acuática y terrenal. Este es el caso de la generación de aguas servidas, la cual obliga a emplear tecnologías para su depuración, antes de verterlas al medio ambiente y de esta manera mitigar posibles efectos nocivos. Ante este desfavorable escenario, se hace necesaria la búsqueda y aplicación de nuevas alternativas para la depuración de aguas servidas que sean eficientemente autónomas y económicamente viables. Según la Superintendencia de Servicios Sanitarios de Chile (SISS), se estima que existe un déficit en soluciones para el tratamiento de aguas servidas provenientes de la población rural, en comparación con las provenientes de áreas urbanas. En Chile, los índices de cobertura en el sector urbano son bastante elevados en agua potable con un 99,9%, alcantarillado con un 96,65% y Tratamiento de Aguas Servidas (TAS) con un 99,93% (SISS, 2014). En lo que respecta al sector rural concentrado, éste presenta un índice de cobertura de agua potable actual del orden de un 99% indicando que en materia de agua potable los esfuerzos han sido los necesarios para asegurar una de las necesidades más básicas de la población. Sin embargo, en materia de saneamiento los esfuerzos han sido deficientes. El Censo de Población del año 2002 indicó que 2.036.322 de personas (13% del total del país) habitaban en zonas rurales. En cuanto a las viviendas rurales, 539.714 de ellas correspondían a viviendas particulares ocupadas, representando el 13,6% de las viviendas del país. De estas viviendas un 80% cuenta con servicio domiciliario de agua potable, y sólo un 18% cuenta con servicios de alcantarillado tradicional, mientras que solo un 8% posee sistemas de tratamiento (INE, 2002; DOH & DPL, 2014). (Vidal & Hormazábal, 2018). Por su parte, en localidades rurales semi concentradas la realidad es más crítica, existiendo 540 comunidades (195.000 habitantes) que se encuentran desprovistas de servicios básicos de agua potable y saneamiento. (DGA, 2012). Debido a este contexto se hace necesario la implementación de nuevas tecnologías sustentables para enfrentar dicha problemática. (Vidal & Hormazábal, 2018). Para dar solución a problemáticas tanto del saneamiento del agua, como a reutilización de aguas, se hace necesaria la aplicación de plantas de tratamiento de aguas residuales descentralizadas, las cuales tienen como función someter al afluente a varios procesos de tratamiento, para posteriormente ser dirigidas a los ríos, o reutilizadas en riego de superficies agrícolas; reduciendo de esta manera de un 60% a un 100% los contaminantes presentes en ella. (Geralth, 2020). Uno de los sistemas más convencionales al momento de reutilizar y depurar agua son las plantas de tratamiento compactas basadas en lodos activados, pero aun así se ha demostrado que, en este proceso de depuración, se suma la generación de elevadas cantidades de lodo o fango activado, por lo cual se busca que hacer con estos lodos que se generan, causando otra problemática al momento de eliminar residuos. Por otro lado, los Humedales Construidos experimentales, mostraron un desempeño depurativo similar al de sistemas de lodos activados, lo que haría de este método de depuración de aguas servidas una tecnología atractiva de implementar en PTAS descentralizadas.(Vera et al., 2015) Debido a lo mencionado, este proyecto de título buscará comparar técnica y económicamente una Planta de Tratamiento Compacta, versus la instalación de un Humedal Construido de Flujo Vertical Subsuperficial (HC-FSSV) en una escuela rural, ubicada en Trehuaco, Región de Ñuble. La cual investigará la mejor opción para abordar el problema de descarga de aguas residuales, abordando la realidad actual, junto a los desafíos técnicos y normativos, que permitan un aumento de su aplicación, y la reutilización de efluentes en riego de actividades agrícolas y fluviales.It is essential that water be conserved in good condition, since it is a vital resource for the entire planet and biodiversity of species. Because of this, the conservation of natural resources has been acquiring great importance in recent years, thus leading to thinking and creating new solutions for their protection and conservation. The resource that has acquired the most value is water and its natural sources, since for years they have been exploited and contaminated, altering the quality of the water and its cycles; causing irreparable damage to aquatic and terrestrial biodiversity. This is the case of the generation of wastewater, which requires the use of technologies for its purification, before discharging it into the environment and in this way mitigating possible harmful effects. Given this unfavorable scenario, it is necessary to search and apply new alternatives for wastewater purification that are efficiently autonomous and economically viable. According to the Superintendency of Sanitary Services of Chile (SISS), it is estimated that there is a deficit in solutions for the treatment of wastewater coming from the rural population, compared to those coming from urban areas. In Chile, coverage rates in the urban sector are quite high in drinking water with 99.9%, sewage with 96.65% and Wastewater Treatment (TAS) with 99.93% (SISS, 2014). . Regarding the concentrated rural sector, it presents a current drinking water coverage index of around 99%, indicating that in terms of drinking water the efforts have been necessary to ensure one of the most basic needs of the population. However, in terms of sanitation, efforts have been deficient. The 2002 Population Census indicated that 2,036,322 people (13% of the country's total) lived in rural areas. Regarding rural homes, 539,714 of them corresponded to occupied private homes, representing 13.6% of the homes in the country. Of these homes, 80% have home drinking water service, and only 18% have traditional sewage services, while only 8% have treatment systems (INE, 2002; DOH & DPL, 2014). (Vidal & Hormazábal, 2018). For its part, in semi-concentrated rural locations the reality is more critical, with 540 communities (195,000 inhabitants) that are lacking basic drinking water and sanitation services (DGA, 2012). Due to this context, the implementation of new sustainable technologies is necessary to face this problem. (Vidal & Hormazábal, 2018). To solve problems of both water sanitation and water reuse, it is necessary to apply decentralized wastewater treatment plants, whose function is to subject the tributary to various treatment processes, to later be directed to rivers, or reused in irrigation of agricultural surfaces; thus reducing the contaminants present in it from 60% to 100%. (Geralth, 2020). One of the most conventional systems when reusing and purifying water are compact treatment plants based on activated sludge, but even so it has been shown that, in this purification process, the generation of high quantities of sludge or activated sludge is added. , for which we are looking for what to do with this sludge that is generated, causing another problem when eliminating waste. On the other hand, the experimental Constructed Wetlands showed a purification performance similar to that of activated sludge systems, which would make this wastewater purification method an attractive technology to implement in decentralized PTAS. (Vera et al., 2015) Due As mentioned above, this title project will seek to technically and economically compare a Compact Treatment Plant versus the installation of a Vertical Subsurface Flow Constructed Wetland (HC-FSSV) in a rural school, located in Trehuaco, Ñuble Region. Which will investigate the best option to address the problem of wastewater discharge, addressing the current reality, together with the technical and regulatory challenges, that allow an increase in its application, and the reuse of effluents in irrigation of agricultural and river activities.