NUEVOS ENFOQUES
PARA LA DISPOSICION
FINAL DE AGUAS
RESIDUALES
EN AMERICA
LATINA Y EL CARIBE’
Carl R. Bartone* y Henry J. Salas*
Introducción
Urbanización e industrialización
En América Latina y el Caribe, la ur- banización (medida de acuerdo con el cre- cimiento de la población) se efectúa a un índice medio anual de más de 3,8%, en tanto que la población total de la región (367 millones en 1983) crece a un ritmo de 2,4 % (1). Lo anterior implica que la población rural se está estabilizando en al- rededor de 116 millones y que las ciudades están absorbiendo la mayor parte de la ex- plosión demográfica. En la actualidad hay 286 ciudades en la región que cuentan con más de 100 000 habitantes (cuadro 1); en estas ciudades vive el 46% de los habi- tantes de la región (2). Además, hay más de cinco veces esta cantidad de ciudades más pequeñas, que tienen entre 20 000 y 100 000 habitantes.
Apenas cerca del 43% de esta gran población urbana tiene acceso a sistemas de alcantarillado (31, y más del 90% de las aguas residuales recolectadas pasan direc- tamente a los recursos hidráulicos que las reciben sin ningún tipo de tratamiento. En las comunidades marginadas que por lo general rodean a los centros urbanos, esta dificultad es especialmente impor- tante y la eliminación de las excretas hu-
‘Basado en un trabajo presentado en ocasión de la 56th Annual Federatlon Conference, celebrada en Atlanta, Georgia, del 2 d 6 de octubre de 1983. Se pubhca en mglés en el Bullese oJ fhe Pan Amergm~ Hdh Organiznlron. 18(3),1984.
2Centro Panamericano de Ingemería Samtar~a y Ctencias del Ambwnte (CEPIS), OPS Casilla postal 4337, Lima 100. Perú.
manas constituye uno de los principales problemas sanitarios y de salud.
En cuanto a los desperdicios indus- triales, el producto interno bruto (PIB) de los países que forman parte de esta región creció a un índice anual de 6,1% durante el decenio de 1970, mientras que la manu- facturación industrial creció un 7,7 % anual durante el mismo período (1). Como lo indican las cifras, sin considerar la crisis económica que ha afectado a estos países en los dos últimos años, en los prin- cipales centros metropolitanos existe una gran concentración industrial que con- tinúa con sus actividades de producción. Las aguas residuales, que con mucha fre- cuencia carecen de control, normalmente son arrojadas sin ningún tratamiento en el alcantarillado.
Esta concentración de personas y plan- tas industriales ha creado graves proble- mas ambientales localizados, que a menudo tienen graves consecuencias para la salud pública. Una de las características de estos problemas en la región es que la mayor parte de sus efectos se limitan a la misma población urbana que genera los desperdicios. Los efectos externos son mínimos a causa del aislamiento geográ- fico relativo de los grandes centros ur- banos.
Aun cuando la Comisión Económica para América Latina (CEPAL) estima que el 27 % de todas las inversiones en re- cursos hidráulicos se destina a proyectos de suministro de agua potable y alcantari- llado (41, resultan insuficientes los niveles
CUADRO l-Distribución de la población de los principales centros urbanos de América Latina y el Caribe, alrededor de 1983.
Población mayor Población total
de: Número de centros (millones)
100 000 286 167,6
500 000 58 114,9
1 000 000 28 93,7
3 000 000 8 60.8
Fuente: Naaona Unrdar World Demogropkic Ycnrbook, 1980 (2).
actuales de inversión. Solo mantener los niveles presentes de calidad del agua en América del Sur requeriría inversiones en obras de tratamiento y alcantarillado del orden del 0,6% del producto nacional bruto (PNB) de los países correspon- dientes (5). Se trata de una suma mucho mayor que la que se gasta hoy en día en el saneamiento del ambiente.
Consideraciones geográficas
En América Latina, los enfoques reabs- tas para eliminar las aguas residuales deben tener en cuenta las características geográficas de la región. Se destacan fun- damentalmente cuatro características: cli- mas tropicales en muchas zonas; regiones montañosas (el altiplano) en otras; grandes zonas áridas y semiáridas, y la ubicación costera o a orillas de un río de muchas ciudades.
La mayor parte de las personas de la re- gión habitan en climas tropicales. Las principales excepciones a esta regla se en- cuentran en Argentina, Chile, Uruguay y en algunas partes del altiplano andino en Bolivia, Colombia, Ecuador y Perú. Esta circunstancia afecta en gran medida muchos de los aspectos más importantes de la eliminación de aguas residuales. Quizá la consideración de salud pública de más importancia sea que se encuentran presentes una tremenda variedad y nú- mero de microorganismos patógenos y que una gran parte de ellos presentan
mayor virulencia y persistencia en los tró- picos. Asimismo, las velocidades medias de los procesos biquímicos tienden a ser casi el doble de lo que son en las zonas templadas; este factor de vital importancia afecta todas las fases del crecimiento de las bacterias y de la respiración, descomposi- ción, tratamiento de desperdicios, capaci- dad de asimilación, eutroficación, etc.
En el altiplano andino -en el que las poblaciones rurales concentradas de cam- pesinos con frecuencia viven en condi- ciones de una pobreza extrema, sanidad deficiente y enfermedades diarreicas pre- valentes- la altitud normal de las zonas pobladas varía entre 3 000 y más de 4 000 metros. En estos lugares, las tempera- turas, casi siempre bajas, reducen la velo- cidad de los procesos bioquímicos, lo opuesto a la situación descrita anterior- mente, lo cual entre otras cosas, hace que los procesos de tratamiento sean menos eficaces. Asimismo, a causa de la menor presión atmosférica, las concentraciones normales de saturación de oxígeno disuel- to en el agua disminuyen a 6-7 mg por li- tro, otro factor que reduce la eficacia del tratamiento y la capacidad de asimilación de las vías fluviales naturales.
Finalmente, la ubicación costera o a orillas de un río de una gran cantidad de centros urbanos suele determinar las elec- ciones concernientes al tratamiento y eliminación de las aguas residuales. Un número apreciable de ciudades con más de 100 000 habitantes se encuentran si- tuadas en la costa o en estuarios de ríos (fi- gura 1), lo cual indica que es importante la alternativa de construir emisarios sub- marinos. Este punto es especialmente vá- lido en la región del Caribe. Asimismo, con frecuencia las ciudades interiores se encuentran en las orillas de ríos que, en un principio, satisfacían adecuadamente las necesidades de suministro de agua y eliminación de las aguas servidas de di- chas ciudades, pero que en la actualidad resultan insuficientes para estos usos. Lo anterior indica que en esos casos es preciso
considerar con detenimiento algunas for- mas de disposición terrestre y prestar más atención a la reutilización.
Calidad del aguay urbanización
Ciertos problemas en la calidad del agua se relacionan con las características de urbanización, industrialización y geo- grafía que se describieron. Entre los más importantes cabe mencionar:
l deterioro de las fuentes de abasteci- miento de agua, las cuales se vuelven cada día más escasas y más costosas de desarro- llar en vista de la demanda excesiva;
l eliminación poco adecuada de los de- sechos, incluidos las aguas residuales domésticas que ocasionan problemas mi-
crobiológicos en la calidad del agua, y los efluentes industriales concentrados que producen una mayor contaminación con productos químicos;
l reutilización indiscriminada de aguas residuales no tratadas para la irrigación de zonas áridas y semiáridas, en las que exis- ten enfermedades endémicas transmitidas por el agua;
l modificación del sistema de escorren- tía y un efecto mayor de contaminantes dispersos, relacionados con la recolección de basura, la limpieza de las calles y los servicios de alcantarillado deficientes;
l mayor demanda de lugares y centros recreativos por parte de la población ur- bana, al mismo tiempo que disminuye la calidad de los recursos hidráulicos dis- ponibles.
Además de estos problemas -que en su gran mayoría son específicos de los grandes centros urbanos- han surgido otros problemas de calidad del agua rela- cionados con la creciente reglamentación y uso de los recursos hidráulicos. Entre otras cosas, el número de grandes presas que se construyen aumenta constante- mente y se estima que el volumen de la ca- pacidad total de almacenamiento de agua de la región aumenta un 10% cada año (6). A causa de esta situación, los proble- mas que se mencionan a continuación se están tornando cada vez más comunes y es posible que afecten de manera signifi- cativa el uso del agua urbana:
l eutrofrcación de las fuentes de abaste- cimiento de agua, en especial, las presas tropicales (7);
l incremento de los lugares en los que se reproducen los vectores de enferme- dades;
l reducción de la capacidad de asimila- ción de las corrientes reglamentadas, en las que la eliminación de aguas residuales compite estacionalmente con la irrigación y la producción de energía;
l mayor utilización de fertilizantes y biocidas en la agricultura;
l salinización de tierras áridas y se- miáridas a causa de grandes proyectos de irrigación.
Aguay salud
Es bien sabido que el agua constituye un importante vehículo para la transmi- sión de muchos microorganismos pató- genos, así como de sustancias tóxicas orgánicas e inorgánicas. McJunkin (8) clasificó las enfermedades transmisibles más importantes del Tercer Mundo de acuerdo con el papel desempeñado por el agua en la cadena de transmisión como se indica a continuación:
l enfermedades transmitidas directa- mente por el agua (por ejemplo, enferme- dades diarreicas y entéricas, fiebre ti- foidea, hepatitis);
l enfermedades relacionadas con la hi- giene deficiente debido a la falta de agua (por ejemplo, tracoma, shigelosis);
l enfermedades producidas por con- tacto con el agua (por ejemplo, esquistoso- miasis);
l enfermedades en las que el agua favorece al vector (por ejemplo, palu- dismo, oncocercosis).
CUADRO P-Información sobre la mortalidad infantil en las Américas, 1979.
Subregión
Indice de mortalidad (por 1 000 niños)
Menos de 1
año 1-4 años
Porcentaje de todas las muertes producidas en niños
Menos de 1
tiO 1-4 años
América del Norte Caribe
América Central Continental América del Sur
Templada América del Sur
Tropical
12,9 0,7 2,4 0,4
20,5 037 lo,5 330
50,9 10,4 28,4 15,4
32,5 1,5 ll,5 199
36,6 42 24,0 10,5
Fuente. Organizach Panamericana de la Salud. Condrcioner dc r&den lar Américw, 1977-1980 (3).
En reconocimiento de este problema, tanto la Organización Panamericana de la Salud como la Organización Mundial de la Salud declararon que las metas del De- cenio Internacional del Agua Potable y del Saneamiento Básico son condiciones nece- sarias para alcanzar mejores niveles de sa- lud en la región (9). En consecuencia, el mejoramiento del abastecimiento de agua y del saneamiento se ha convertido en la prioridad más importante del Programa de Salud Ambiental de la OPS y del Cen- tro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS).
Asimismo, es importante observar que los progresos realizados en la lucha contra estas enfermedades relacionadas con el agua también contribuyen a aumentar la esperanza de vida. Durante el período comprendido entre 1960 y 1980, la espe- ranza media de vida en la región aumentó de 55 a 64 años (10). Este avance, aunque sin duda favorable, da lugar a otros pro- blemas de salud ambiental, ya que com- binado con el número cada vez mayor de descargas industriales, tiende a aumentar la exposición de un número cada vez más grande de personas de edad a riesgos más frecuentes de contraer enfermedades crónicas y de exponerse a efectos tóxicos agudos relacionados con la contaminación química.
Eliminación de aguas residuales
Políticas y programas de control de la contaminación del agua
de las descargas contaminantes en el am- biente acuático.
Una vez que se han establecido los objetivos de calidad, las normas de las descargas y las políticas de control de la contaminación, el siguiente paso de un programa de control de la contaminación consiste en crear un sistema de vigilancia que determine si se cumplen las normas y un sistema de sanciones para resolver los casos de incumplimiento.
Resulta obvio que un programa de este tipo requiere una sólida base legal y una infraestructura institucional respaldada por suficientes recursos humanos, técni- cos y financieros. Por ende, los aspectos más importantes que es preciso tener en cuenta al crear programas de lucha contra la contaminación en la región incluyen la modernización de la legislación, el fo- mento institucional, la creación del marco analítico necesario junto con las necesi- dades de información correspondientes y la creación de recursos humanos.
Dentro de la región la legislación re- lativa a la calidad del agua varía mucho de un país a otro. Anteriormente, la tenden- cia fue establecer esquemas de clasifica- ción de las corrientes de agua, que se basa- ban en los usos prevalecientes, y en fijar normas uniformes para cada tipo de co- rriente de agua. En general, este enfoque ha fracasado a causa de su inflexibilidad, su incapacidad de relacionar la calidad del recurso hídrico con las descargas de efluentes y de tomar en cuenta de manera adecuada la situación económica local. Otro problema frecuente ha sido la ten- dencia a promulgar normas fijas y san- ciones pecuniarias dentro de las leyes mis- mas, en vez de hacerlo a través de un proceso apropiado de reglamentación de- finido por la legislación. Ese tipo de leyes detalladas se torna obsoleto e ineficaz con gran rapidez, pero resulta difícil cam- biarlo.
Prácticamente en todos los países lati- noamericanos, el concepto de calidad del
agua se ha identificado tradicionalmente con los abastecimientos públicos de agua potable. A causa de esto, los ministerios de salud han sido los responsables de con- trolar la calidad del agua. Esta situación ha comenzado a cambiar a raíz del es- tablecimiento de dependencias guberna- mentales encargadas de la protección del ambiente en unos cuantos países, tales como Brasil, Colombia y Venezuela, y del surgimiento de dependencias especiales para combatir la contaminación del agua en países como México. Usualmente las instituciones nacionales autónomas son ahora responsables de los programas ur- banos de abastecimiento de agua y alcan- tarillado. Empero, los programas rurales de agua y saneamiento por lo general si- guen siendo responsabilidad de los minis- terios de salud.
A pesar de la rica y variada experiencia que se tiene en América Latina con las instituciones encargadas de administrar las cuencas hidrográficas, son muy pocas las instituciones de este tipo a las que se les ha asignado la responsabilidad de contro- lar la contaminación del agua. Algunas excepciones importantes incluyen las ins- tituciones encargadas del río Cauca y del río Bogotá en Colombia.
para el funcionamiento y mantenimiento de dichas instalaciones.
En cuanto al marco analítico, existen dos problemas relacionados. Es decir, es preciso efectuar la selección apropiada de las técnicas o modelos analíticos que de- ben aplicarse a un problema específico de calidad de aguay es necesario hacer frente a las restricciones impuestas por la limi- tada disponibilidad o confiabilidad de la información necesaria para realizar el análisis.
Con demasiada frecuencia no se cuenta con la información necesaria para eva- luar, verificar y aplicar un modelo de cali- dad del agua. La vigilancia ambiental rutinaria de la calidad del agua con fines de planificación y control constituye una excepción, y en los lugares en los que se han llevado a cabo estudios aislados, los datos resultantes son muchas veces in- completos o incongruentes. Así pues, la selección de modelos debe basarse en un análisis cuidadoso de la demanda de infor- mación y debe considerarse atentamente la necesidad de realizar costosas campañas intensivas de recopilación de datos.
Por último, aun considerando la redu- cida demanda institucional, existe gran escasez de ese personal técnico y científico que es necesario para llevar a cabo en la región actividades destinadas a controlar la contaminación del agua.
Es preciso entonces dar prioridad a la planificación y administración de la cali- dad del agua en los programas universita- rios y a los ingenieros que se dediquen a esta área hay que ofrecerles un número mayor de cursos de actualización y de pro- gramas de capacitación en el servicio.
En este sentido, el CEPIS en Lima, Perú, ha estado trabajando intensamente en la promoción de actividades de capaci- tación especializada y en la elaboración de materiales y manuales de instrucción so- bre el control de la contaminación del agua.
tamos al sector. Capacidad de inversión
Diversas circunstancias económicas han afectado en los últimos años la capaci- dad de inversión de las instituciones en- cargadas del agua y del alcantarillado en la región. Si bien el PIB de la región creció a un índice anual del 6,1% durante el de- cenio de 1970 y la manufacturación a un índice anual de 7,7 % , la reciente recesión económica mundial hizo que luego, en
1981, estos índices cayeran a 0,5 y 0,7% respectivamente (10). Además, la deuda externa alcanzó un punto en el que la deuda externa media en América Latina era de US$ 505 per cápita. Por lo tanto, la drástica reducción del crecimiento indus- trial, combinada con la imperiosa necesi- dad de volver a negociar los préstamos del extranjero, afectaron necesariamente los programas nacionales de inversión en abastecimiento de agua y alcantarillado.
Parcialmente a causa de lo dicho, en América Latina se está otorgando gran atención a diversas cuestiones económicas y tecnológicas en el área de recolección, tratamiento y disposición final de aguas residuales, entre las cuales cabe men- cionar:
l las empresas dedicadas al abasteci- miento de agua y al alcantarillado deben alcanzar un mayor nivel de autolinancia- miento mediante la aplicación de estruc- turas de tarifas adecuadamente diseñadas;
l es necesario optimar los sistemas de eliminación de aguas residuales mediante el empleo de tecnología que reduzca los costos, la supresión del tratamiento inne- cesario y el máximo aprovechamiento de la capacidad de asimilación de las aguas y de los suelos para su disposición final;
l siempre que sea posible, sin poner en peligro la salud pública, considerar las al- ternativas de reutilización diseñadas para convertir las aguas residuales en un re- curso económico;
l es preciso revisar con detenimiento los criterios y normas convencionales de diseño y construcción, con el fin de bajar costos y lograr mayores ahorros;
l es necesario demostrar que es posible adoptar en las áreas urbanas marginadas métodos de disposición final que no re- quieran alcantarillado, así como las posi- bilidades de participación de la comuni- dad en las actividades de construcción y operación, que podrían reducir los costos aún más.
En los países desarrollados es posible que algunos de estos enfoques suscitaran grandes controversias y que su puesta en práctica exigiera que los ingenieros de diseño abandonasen los métodos conser- vadores que normalmente utilizan. Sin embargo, estos representan la única es- peranza de ampliar de manera signifi- cativa los servicios de eliminación de aguas residuales y excretas humanas a grandes segmentos de la población urbana
de América Latina. En lo que resta de este artículo se analizaran algunas de las op- ciones más prometedoras.
Opciones para la disposición de aguas
residuales
Disposición de aguas residuales en tonas costeras
De las 286 ciudades que tienen más de 100 000 habitantes (figura l), 76 están ubicadas en la costa o en estuarios de ríos. Esta cifra se multiplica considerablemente si se incluyen las ciudades que tienen entre 20 000 y 100 000 habitantes.
En las ciudades costeras, una práctica común consiste en arrojar las aguas resi- duales no tratadas a la masa de agua más cercana 0 conveniente, y en algunas oca- siones solo se presta una atención superfi- cial a las consecuencias ambientales subse- cuentes. En realidad a menudo se han observado descargas de aguas residuales, sin tratar, muy cerca de playas de recreación muy frecuentadas, como suce- dió en el caso de la famosa playa Ipanema de Rio de Janeiro y como sucede ac- tualmente en o cerca de las playas de Montevideo, en Lima, y en la mayor parte de las demás ciudades costeras de la región. Tales descargas de efluentes entrañan posibles riesgos, tanto ecológicos como de salud; crean asimismo problemas estéticos y con frecuencia pueden oca- sionar pérdidas económicas relacionadas con la disminución del turismo.
de los dos. América Latina no debe utili- zar, a priori, ciertas políticas oficiales es- tablecidas en algunos países desarrollados que propugnan el tratamiento secundario de las aguas servidas, a menos que exista una clara justificación para ello. Por el contrario, en situaciones sencillas de océano abierto, el método de construir emisarios submarinos aunado al trata- miento previo de las sustancias que flotan, ofrece muchas ventajas sobre las solu- ciones convencionales de emplear el trata- miento secundario de los desechos y arro- jarlos cerca de la costa. Por ejemplo, los
emisarios submarinos diseñados para faci- litar la disposición de las aguas residuales suelen producir de manera constante dilu- ciones inmediatas del orden de 100 a 1 durante los primeros minutos de las des- cargas de efluentes, reduciendo así las concentraciones de sustancias orgánicas y nutrientes, características de los desechos domésticos, a niveles que no entrañan problemas ecológicos. Estos resultados se encuentran más allá de la capacidad del tratamiento secundario convencional. La mortalidad subsecuente de las bacterias en el ambiente oceánico hostil suele reducir aún más las concentraciones de organis- mos patógenos hasta niveles iguales o menores que los alcanzados gracias a la cloración de los efluentes secundarios. Otro aspecto que favorecen los emisarios es el hecho de que los procesos del trata- miento biológico están a menudo sujetos a interrupciones que pueden dar por resul- tado la descarga directa en la costa o cerca de ella de desechos no tratados. Dejando a un lado las fallas estructurales de los emi- sarios submarinos, que son difíciles de en- contrar gracias a los diseños modernos, dichas descargas no se producirían si se utilizaran esos emisarios.
Wallis (12) ha hecho estimaciones, que luego fueron actualizadas por Ludwig (13), sobre costos unitarios de construc- ción de emisarios submarinos en diversas condiciones (figura 2). Ludwig también
efectuó otros análisis económicos que de- muestran que, en lo que respecta a los flu- jos normales de aguas residuales urbanas, la diferencia de costos en la vida útil del tratamiento secundario convencional por una parte y el tratamiento primario con- vencional con emisarios submarinos por la otra, favorece sin lugar a dudas la segunda opción. Esta conclusión se basó en el co- nocimiento de que los emisarios sub- marinos largos bien diseñados (tres a cinco km de longitud) que descargan en aguas tropicales a profundidades supe- riores a los 20 m, satisfacen casi siempre las normas para coliformes fecales aplica- das a playas recreacionales y destinadas a la práctica de la natación. Limitar el trata- miento previo únicamente a la elimina- ción de las sustancias que flotan haría que la comparación favoreciera aún más la al- ternativa de los emisarios submarinos. Por otra parte, el empleo de plásticos más económicos en la construcción de los emi- sarios confirma la viabilidad de esta alternativa para la eliminación de desper- dicios, en especial si se trata de comuni- dades pequeñas o medianas.
Los resultados parciales de una en- cuesta del CEPIS que se está llevando a cabo en la actualidad indican que en América Latina existen 26 emisarios de más de 1 000 m de longitud, 8 de los cuales se encuentran en Brasil, 7 en Vene- zuela, 6 en México y 5 en Puerto Rico. Quizá el más conocido de todos ellos sea el emisario de Ipanema, cuyo impacto en el mar ha sido supervisado cuidadosamente (14). Este emisario da servicio a la zona sur de Rio de Janeiro y actualmente tiene un flujo de 6 m3 por segundo; el flujo di- señado, calculado para el año 2000, es de
FIGURA P-Costo unitario estimado de construcción de emisa- rios submarinos de diferentes diámetros. Wallis (12) suministró la información original, excepto la inlormación relativa al plástico de polietileno de alta densidad, y Ludwig (13) la actualizó posterior- mente.
! I I I
0.5 1.0 1.5 2,0 2,5 3,O S Diámetro del emisario en metros
agua y alcantarillado de la Companhia Es- tadual de Agua e Esgotos (CEDAE) ha de- mostrado que las condiciones en el mar han mejorado mucho desde la inaugura- ción del emisario de Ipanema en septiem- bre de 1975 (figura 3). Aparte de utilizar rejas de barras gruesas para proteger las bombas no se aplica ningún tratamiento de aguas residuales ni de cloración a los efluentes del emisario de Ipanema.
Chile y Venezuela cuentan con nume- rosos emisarios de menos de 1 000 m de longitud; no obstante, la mayor parte de ellos son meras extensiones del sistema de
alcantarillado y no fueron diseñados de acuerdo con los criterios modernos para obtener diluciones iniciales óptimas de los efluentes.
FIGURA 3-Mapa y gráfico que presentan estaciones de muestre0 alrede
dor del emisario de Ipanema y número más probable de coliformes (prome dios aritméticos anuales), obtenidos en muestras de agua recogidas en esas estaciones en 1974 (antes de que se construyera el emisario) y en 1980,1981 y 1982 (74).
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son suministrar conocimientos básicos acerca de las necesidades de diseño de los emisarios submarinos y capacitar a las ins- tituciones nacionales de agua y alcantari- llado con el fin de que establezcan térmi- nos adecuados de referencia para la con- tratación de proyectos de ese tipo y para supervisar de la manera más eficaz la cali- dad del trabajo durante las etapas de di- seño y ejecución.
Tecnologias de control de la calidad del agua
Los problemas de contaminación de los recursos hidráulicos en la región van desde graves problemas de oxígeno di- suelto -como lo demuestran grandes trechos de ríos con niveles nulos de oxí- geno disuelto tales como el río Salí en Ar- gentina (1.5) y el río Bogotá en Colombia us)- a la contaminación bacteriológica (por ejemplo, en el río Rímac de Perú (17), a la contaminación por sustancias tóxicas (por ejemplo, en el río Paraiba de Brasil (IB). La clave para solucionar estos problemas consiste en crear y difundir metodologías para la elaboración de políticas, planes y programas de calidad del agua. En el contexto de recursos limi- tados de inversión y prioridades en con- flicto, que ya se mencionó, resulta evi- dente que es preciso utilizar la capacidad de asimilación de las masas naturales de agua correspondientes. La imposición de niveles generales de tratamiento de de- sechos sin tener en cuenta esta capacidad de asimilación, a menudo dará por resul- tado necesidades excesivas de inversión. Todo lo anterior implica que existe una necesidad imperiosa de crear modelos de planificación de la calidad del agua que sean acertados y eficaces, y de aplicar cri- terios de diseño dirigidos a optimar el aprovechamiento del agua y a proteger la salud pública.
Los modelos matemáticos, que rela- cionan la cantidad de descargas de aguas
residuales con la calidad del agua del cuerpo receptor, pueden utilizarse para evaluar diferentes planes de ingeniería para el control y la administración de la calidad del agua. La aplicación de mode- los de calidad del agua puede servir para evaluar los efectos de algunas alternativas específicas, tales como soluciones que in- cluyan tratamiento no uniforme para las descargas (el no tratamiento puede consti- tuir una opción válida), reubicación de los puntos de descarga de aguas residuales, incremento del caudal durante períodos de estiaje, aereación de los cursos de agua y sistemas regionales de tratamiento ver- sus gran número de plantas de trata- miento.
Los factores que afectan el grado de complejidad de la elaboración de modelos incluyen el problema de calidad del agua de que se trate, las características de la masa de agua, la disponibilidad de datos actualizados o históricos sobre la calidad del agua y las descargas de aguas resi- duales, los riesgos ambientales y de salud pública relacionados con los contami- nantes descargados, la variedad de estra- tegias y alternativas disponibles, así como el plazo y los fondos con que se cuente.
El CEPIS ha iniciado por eso un proyecto regional para crear metodologías simplifi- cadas, que se puedan aplicar a la evaluación de la eutroficación en los lagos y presas de aguas cálidas. Nueve países de las áreas tropicales y semitropicales de la región están realizando en la actualidad esta investigación mediante el estudio de 26 lagos. Se espera que los resultados suministrarán un instrumento del que to- davía no se dispone para la planificación de futuras presas y para estimar el alcance de las medidas correctivas que es preciso tomar para resolver los problemas pre- sentes.
Es muy variable la capacidad técnica de los distintos países de aplicar modelos de calidad del agua en la región; dicha capa- cidad va desde el conocimiento de los últi- mos adelantos relativos ala elaboración de modelos matemáticos (en diversas institu- ciones brasileñas) a la simple familiaridad con el modelo sencillo de Streeter-Phelps del oxígeno disuelto. Por ende, el CEPIS está encaminando sus esfuerzos al desa- rrollo y capacitación de equipos de estudio multidisciplinarios en un pequeño nú- mero de instituciones nacionales que cuentan con los conocimientos técnicos y recursos institucionales suficientes para asumir un papel de liderazgo en este campo dentro de la región. El objetivo consiste en lograr un efecto multiplicador en la transferencia de tecnología a través de la cooperación horizontal futura entre estas instituciones experimentadas y otras dependencias semejantes en países que estén recién emprendiendo programas de control de la calidad del agua.
Otra función importante del CEPIS consiste en educar a las personas encarga- das de tomar las decisiones sobre la utili- dad práctica de las metodologías de plani- ficación y elaboración de modelos. A este respecto existe mucho escepticismo y al- gunos ejemplos de casos que han tenido éxito, tales son el proyecto del río Cauca
de Guanabara en Brasil (20) que constitu- yen valiosos ejemplos de lo que puede ha- cerse en realidad. Un caso notable fuera de América Latina es el proyecto de opti- mación de los recursos hidráulicos del área metropolitana de Washington, D.C., en el que no se diseñaron ni construyeron obras físicas importantes. Las metas del proyecto se alcanzaron únicamente gra- cias a la aplicación de las técnicas y mo- delos más avanzados de la planificación y administración de recursos hidráulicos con objeto de mejorar el ambiente acuático, al mismo tiempo que se planificó dar cabida a las futuras necesidades de agua. La Sociedad Norteamericana de In- genieros Civiles reconoció el resultado fi- nal de esta empresa como uno de los lo- gros más sobresalientes de la ingeniería civil en 1983 (21).
Reutilización de las aguas residuales
En muchas zonas áridas y semiáridas de América Latina es común la reutilización en gran escala de las aguas de alcantari- llado, procedentes de usos domésticos, en la irrigación. Muy a menudo dicha reutili- zación se efectúa sin contar con controles sanitarios eficaces. Esta práctica puede entrañar considerables riesgos para la sa- lud de los trabajadores agrícolas y de la población que consume los productos agrícolas producidos en esas zonas. Con estos proyectos suelen asociarse altos índices de enteritis, otras enfermedades diarreicas, fiebre tifoidea y hepatitis; al- gunos ejemplos de reutilización en gran escala de aguas residuales son:
ciudad (22). De estas tierras, un área de 6 200 ha, irrigadas con 4 a 6 m3 por se- gundo de aguas residuales no tratadas, suministra a la ciudad productos hortíco- las.
l El Distrito de Riego de México, cer- cano a la ciudad de México, que consta de 41 500 ha, se irriga con aguas residuales no tratadas o mixtas. Otros distritos de irrigación cercanos a la ciudad también utilizan aguas residuales no tratadas. Se ha encontrado que las hortalizas comesti- bles procedentes de estos lugares de reuti- lización están contaminadas con coli- formes fecales (23).
l , En Perú se han identificado 31 pro- yectos de reutilización a lo largo de la costa desértica del país, muchos de los cuales utilizan los efluentes de lagunas de estabilización. En los alrededores de Lima también hay algunos sitios de reutiliza- ción sin ningún control (24). Hoy en día las autoridades peruanas están planifi- cando reutilizar de 5 a 8 m3 por segundo de efluentes tratados para irrigar 5 000 ha de tierra desértica ubicada al sur de Lima.
Como lo indican algunos de estos ejem- plos, la alta concentración de población en las zonas áridas y semiáridas de la región produce una demanda económica que está dando lugar a una reutilización espontá- nea e indiscriminada. Es necesario que las autoridades responsables de la salud pública anticipen estas presiones econó- micas y que planifiquen y pongan en prác- tica medidas adecuadas de control sanita- rio. Además del peligro de contaminación microbiológica por bacterias, virus y parásitos, existen problemas potenciales de contaminación química de las cosechas comestibles, ganado, productos lácteos y peces a causa de la bioacumulación de me- tales pesados o de sustancias orgánicas tóxicas. Asimismo, la creciente resistencia bacteriana a los antibióticos produce una gran preocupación, ya que es probable que los proyectos de reutilización creen
condiciones ambientales que favorezcan la transferencia de la resistencia del factor R entre las especies bacterianas. Así pues, resulta evidente que existe una necesidad imperiosa de realizar investigaciones de campo destinadas a evaluar las estrategias sanitarias para controlar la reutilización de las aguas residuales.
Desde 1977, el CEPIS ha colaborado con las instituciones peruanas de salud en una serie de proyectos de investigación de las lagunas de estabilización de San Juan, en Lima, y de la reutilización de los efluentes en la agricultura y piscicultura. El objetivo consiste en evaluar los riesgos que implica la reutilización para la salud y en crear las medidas de control sanitario necesarias para proteger la salud pública. Los resultados obtenidos hasta la fecha in- dican que el tratamiento que propor- cionan las lagunas de estabilización es muy eficaz y que (mediante el diseño ade- cuado de cuatro lagunas en serie) se pueden obtener efluentes que satisfagan los requisitos normales de calidad del agua de irrigación contra la presencia de parási- tos y bacterias (25).
Tecnologia de bajo costo
La intensa urbanización de los países latinoamericanos ha originado, práctica- mente de un día para otro, el surgimiento de comunidades periféricas que limitan gravemente la capacidad de las autori- dades encargadas del suministro de agua y del alcantarillado de proporcionar por lo menos los servicios mínimos. Como resul- tado de estas presiones, que se combinan con recursos financieros limitados, a menudo los sistemas normales de alcan- tarillado se limitan a prestar servicio a las zonas más antiguas que constituyen el nú- cleo de las ciudades y a las nuevas áreas residenciales, habitadas por las clases me- dia y alta. En realidad, la mayor parte del 57 % de la población urbana que carece de alcantarillas habita en estos barrios bajos urbanos que se encuentran en la periferia de las ciudades. Si bien es cierto que muchas de estas personas reciben agua por medio de tuberías que se encuentran en las casas o patios, a menudo carecen de instalaciones sanitarias básicas para la eliminación de las excretas o el drenaje del agua servida. Por lo anterior, y dado que la provisión de sistemas convencionales a estas zonas urbanas periféricas excede la capacidad de inversión de muchas ciudades grandes, solo la drástica revisión de los criterios de diseño y la considerable reducción de los costos pueden ser capaces de ofrecer la posibilidad de brindar niveles mínimos de servicio a estas áreas.
En estos momentos se está constru- yendo un proyecto innovador de este tipo en Cochabamba, Bolivia, una ciudad de 240 000 habitantes. El servicio local de aguas y alcantarillado está aplicando nuevos criterios de diseño con objeto de reducir los costos mediante el uso de diámetros más reducidos de las tuberías de desagüe, de pendientes menores y de un número menor de espaciamiento entre los pozos de inspección. El diseño de esta- ciones modulares de bombeo también per-
mitió efectuar algunas economías. Los efluentes recolectados serán tratados en la- gunas de estabilización de desechos y, posteriormente, se utilizarán para irriga- ción. Se espera que este método integrado no convencional dé por resultado niveles aceptables de servicio para la población de Cochabamba con un costo sumamente re- ducido .
Sin embargo, muchos habitantes de los barrios bajos ni siquiera pueden per- mitirse aplicar este método. Diversos or- ganismos internacionales y bilaterales de financiamiento y cooperación -el Banco Mundial, la Agencia para el Desarrollo Internacional (AID) de EUA y el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (CIID) de Canadá- que están explorando alternativas de “tecnología de bajo costo”, han presentado un número cada vez mayor de ideas nuevas. Tanto el Banco Mundial (26) como la AID (27) han publicado compilaciones en varios volúmenes de dichas alternativas. En América Latina están proliferando los proyectos de demostración; algunos ejem- plos de las soluciones propuestas son:
l Construcción de letrinas de fosa seca ventiladas, empleando la ayuda de la co- munidad, en los barrios bajos de Guaya- quil, Ecuador, en los que las alcantarillas no son factibles, ya sea por motivos técni- cos 0 económicos.
l Promoción de un diseño mejorado del inodoro de sello hidráulico con des- carga manual, que se está desarrollando en colaboración con el Instituto Brasileño de Investigación Tecnológica. Este ino- doro utiliza solamente 3 litros de agua para limpiarlo. Se está explorando la posi- bilidad de producir comercialmente este inodoro con los fabricantes locales y se está instalando en un proyecto de prueba en Campo Grande, Brasil.
vacío. Se están instalando cerca de 30 000 unidades prefabricadas en un programa de tres años de duración en Recife, Brasil; la mano de obra la suministra la propia comunidad. De acuerdo con las condi- ciones de este programa los usuarios amortizan el costo de la letrina (aproxima- damente US$ 60) en un período de cinco años y pagan una cuota mensual de servi- cio para su limpieza y mantenimiento. Hasta una tercera parte de los pagos se pueden efectuar en especie mediante con- tribuciones en trabajo y en cemento.
l Desarrollo de un proyecto de demos- tración en Natal, Brasil, que emplea al- cantarillas no convencionales que unen to- das las casas de una manzana mediante tubería de PVC de 100 mm, la cual está enterrada en los patios posteriores a una profundidad de 30-40 cm y cuenta con re- gistros de limpieza en lugar de pozos de inspección. La comunidad contribuye con materiales y trabajo, y también paga una cuota mensual para el alcantarillado. Este proyecto de demostración también está experimentando con inodoros de descarga manual de 3 litros, con fosos sépticos co- munales, y con lagunas de estabilización opcionales, combinados con un sistema de reutilización de los efluentes tratados.
l Instalación de servicios sanitarios comunales, incluidos inodoros, duchas e instalaciones para el lavado de ropa, por lo general ubicados cerca de las escuelas o los centros comunitarios locales.
l Empleo de compostaje superficial con aereación forzada en Haití, con el fin de tratar una mezcla de excretas humanas y la basura orgánica de manera que se ase- gure la adecuada destrucción de los or- ganismos patógenos.
Es importante que estos proyectos, así como otras propuestas y proyectos de de- mostración, se terminen y se sometan a una evaluación completa en cuanto se re- fiere a su idoneidad técnica y sanitaria, su factibilidad económica y su aceptación por
parte de las comunidades correspon- dientes. Con objeto de ayudar en este pro- ceso, el CEPIS está coordinando la Red Panamericana de Información y Docu- mentación en Ingeniería Sanitaria y Cien- cias Ambientales (REPIDISCA), un sis- tema regional de instituciones de agua y saneamiento (28), patrocinado por la OPS y el CIID, cuyo objetivo consiste en recopilar e intercambiar información téc- nica acerca de las tecnologías más conve- nientes que se han aplicado en América Latina y el Caribe, así como en crear un registro de los proyectos de investigación, desarrollo y demostración que se han llevado a cabo en esta área. Asimismo, el CEPIS también proporciona asistencia técnica a los grupos nacionales de investi- gación que están tratando de crear pro- puestas, obtener fondos y realizar proyec- tos de prueba.
Se piensa que si es posible demostrar que este tipo de soluciones funciona, con el tiempo se podrá brindar un mejor sis- tema sanitario a millones de residentes ur- banos en lugares en los que los servicios
actuales son inadecuados o inexistentes.
Resumen
para tratar estos problemas incluyen: el empleo de emisarios submarinos con un tratamiento previo mínimo para las ciudades que se encuentran ubicadas en las costas o en los estuarios de los ríos; el uso máximo de la capacidad de asimila- ción de las aguas que reciben los efluentes (determinada mediante la aplicación de modelos de calidad del agua); la reutiliza- ción en la irrigación de aguas residuales municipales ya tratadas, y la aplicación de tecnologías no convencionales al sanea- miento de los barrios bajos urbanos. Este
artículo analiza los diferentes enfoques y describe el programa de cooperación téc- nica que hoy en día se está llevando a cabo entre los gobiernos nacionales y el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) de la OPS, en las áreas correspondientes ala in- vestigación, intercambio de información, creación de recursos humanos y fomento institucional, con objeto de hacer frente a estos problemas y, quizá, llegar a re-
solverlos.
n
REFERENCIAS
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Developing alternative approaches to urban wastewater disposal in Latin
America and the Caribbean (Summary)
The explosive rate of urbanization and in-
dustrialization in Latin America and the Car-
ibbean has aggravated serious wastewater dis-
posal problems. To address those problems,
sound pollution control programs are needed
-programs that are founded on a tirm legal
base and supported by an institutional infra-
structure suitable for their effective operation.
Such programs should make a point of em-
ploying technologies that are appropriate for
the climatic and economic conditions prevail-
ing in the areas they serve. Promising methods for dealing with such problems include use of submarine outfalls with minimal pretreatment for cities along coasts and estuaries, maximum
use of receiving waters’ assimilative capacity
(as determined through application of system
management and water quality models), reuse
of treated sewage effluent for irrigation, and
the application of unconventional technology
for urban slum sanitation. This article reviews
those various approaches and describes the on-
going collaboration between national govern-
ments and PAHO’s Pan Ameritan Center for
Sanitary Engineering and Environmental Sci-
ences (CEPIS) in the areas of research, infor-
mation exchange, human resources develop-
ment, and institutional development for the
purpose of establishing a viable strategy and
framework through which these major prob-
Novos enfoques para a elimina@ío de águas servidas na América Latina
e no Caribe (Resumo)
0 alto índice de urbanizacáo e industriali-
zacão de América Latina e Caribe agravou
ainda mais os sérios problemas de elimina@0
de águas servidas. Para confrontar esses pro-
blemas necessitam-se sólidos programas de
controle da poluicão, programas fundados
numa firme base jurídica e sustentados por
urna infra-estrutura apropriada para obter su-
cesso com sua operacão eficaz. Tais progra- mas deveriam insistir no emprego de tecnolo-
gias adequadas no concernente às condicões
climatológicas e econômicas que prevalecern
nas zonas nas quais se implementem. Alguns
enfoques que prometem bons resultados no
combate desses problemas incluem o emprego
de emissários submarinos com um mínimo de
pré-tratamento no caso de cidades situadas ao
longo das costas e estuários e um máximo uso da capacidade de assimilacão das águas recebi-
das em reservatório (como se especifica para a
aplica@0 dos modelos de qualidade da água);
reutilizacão para irrigacão das águas de esgoto
tratadas, e a aplicacão de tecnologia não con-
vencional para o saneamento das favelas ur-
banas. Este artigo reexamina esses vários enfo-
ques e descreve um programa de coopera@o
técnica entre os governos nacionais e 0 Centro
Pan-Americano de Engenharia Sanitária e
Ciências do Ambiente (CEPIS), da OPAS,
nos campos de pesquisa, intercâmbio de infor-
macão, desenvolvimento de recursos humanos
e desenvolvimento institucional, com o propó-
sito de enfrentar e finalmente vencer esses pro-
blemas.
Nouvelles approches pour I’évacuation des eaux usées en Amérique latine
et dans les Caraibes (Résumé)
Le rythme accéléré de l’urbanisation et de
l’industrialisation en Amerique latine et dans
les Caraibes aggrave les problèmes que pose
l’évacuation des eaux usées. Les programmes
qu’il est nécessaire d’élaborer pour éviter la
pollution devront avoir une solide base légale
et être étayés par une infrastructure institu-
tionelle de nature à en garantir l’efficacité.
L’accent sera mis dans ces programmes sur
l’utilisation de techniques répondant aux con-
ditions économiques et climatiques des régions
dans lesquelles elles devront être appliquées. Parmi les approches préconisés pour résoudre
ces problèmes il est envisagé d’aménager des
égouts sous-marins pour l’écoulement des
eaux usées, sommairement traitées au préala-
ble, dans le cas des villes situées sur les cates ou
2 l’embouchure des fleuves; d’utiliser au
maximum la capacité d’assimilation des eaux
que recoivent les effluents (déterminée en
fonction des modeles de la qualité de l’eau); la
réutilisation des eaux municipales, préalable-
ment traités, pour l’irrigation, et l’application
de procédés non conventionnels à l’assainisse-
ment des bas quartiers urbains. Les différents approches sont analysés dans cet article où se
trouve également décrit le programme de co-
operation technique entrepris entre les gou-
vernements des divers pays de la région et le
Centre panaméricaine d’ingénierie sanitaire
et des sciences de l’environnement (CEPIS) de
de 1’OPS dans les domaines de la recherche,
l’échange d’information, la formation de res-
sources humaines et la promotion institu-
tionelle. Il’s’agit donc de faire face à ces pro-
