Uno de los principales desafíos en las diferentes actividades humanas e industrias que hacen uso del agua son los lodos generados en los tratamientos de aguas servidas (residuos líquidos provenientes del uso doméstico, comercial e industrial)

La norma de vertimientos en Colombia (Resolución 0631 de 2015)  y la responsabilidad social exigen que los vertimientos a cualquier cuerpo de agua o vertimiento final sean controlados.

Sumado a esta exigencia, existe la necesidad por parte de las empresas de controlar las elevadas tasas por cobro frente a los procesos de captación y vertimiento, lo cual viene fomentando el reúso o recirculación, como alternativa a la reducción de estos procesos.

Norma de Reutilización de Agua en Colombia  De acuerdo con el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible:  el cumplimiento en el manejo de vertimientos “es de obligatorio cumplimiento para todas aquellas personas que desarrollen actividades industriales, comerciales o de servicios y que en el desarrollo de las mismas generen aguas residuales, que serán vertidas en un cuerpo de agua superficial o al alcantarillado público.”

Las lagunas son uno de los sistemas naturales más comunes y eficientes para el tratamiento de aguas residuales, ya que dentro de sus grandes ventajas están su fácil operabilidad y su alta capacidad de reducción de sólidos, DBO demanda bioquímica de oxígeno y patógenos.

Por ello, actualmente, los sistemas de lagunas en serie, compuestos por lagunas de recepción, lagunas facultativas y lagunas de maduración; son los más utilizados en Colombia.

Sin embargo, estos sistemas de tratamiento de agua residual pueden llegar a presentar problemas de acumulación de lodo. Producto de la degradación natural y la sedimentación de los residuos sólidos.

Además, esta situación produce pérdida de la capacidad hidráulica de las lagunas y disminuye la capacidad de tratamiento del agua; generando efluentes contaminantes, malos olores y aumenta considerablemente la incidencia de multas y sanciones penales por parte de las autoridades ambientales.
 

Algunos signos de alerta en una laguna de tratamiento de agua residual son:

1. Aparición de montañas de lodo, produciendo una acumulación de lodos en las lagunas.
2. La profundidad de las lagunas es inferior a 2 mts desde la superficie hasta el fondo.
3. Disminución en la eficiencia de la planta de tratamiento.
4. Problemas de turbidez que antes no se presentaban.
5. Dificultad con las autoridades ambientales para la presentación del ICA- informe de cumplimiento ambiental.
6. Ausencia de mantenimiento y remoción de lodos de las lagunas en los últimos 5 años.
7. Problema persistente y/o agravado pese a la implementación de soluciones.
8. Tratamiento inadecuado de los lodos antes de devolverlos a la fuente.

Con el fin de dar una solución eficiente y duradera a esta serie de problemas, aumentar la eficiencia de las plantas de tratamiento de agua y garantizar el cumplimiento de la normativa ambiental vigente, es necesario abordar el tema de forma correcta y profunda.

Y es que, es común caer en el error de recurrir a soluciones rápidas y tácticas, que resultan ser paños de agua tibia, y que con el tiempo terminan consumiendo más recursos, más tiempo y solo empeoran el problema a largo plazo.

Si bien la mejor manera de abordar el problema de acumulación de lodos en las lagunas de una planta de tratamiento de agua es realizar un correcto diagnóstico del mismo; no basta con saber que existe un problema. Es indispensable realizar los estudios idóneos para determinar la magnitud y de esta forma definir la mejor estrategia o solución para su planta de tratamiento de agua.

La batimetría, es un estudio que le permite establecer la cartografía de los fondos de los cuerpos de agua, a partir de una ecosonda o sonar. Es decir, con este resultado usted puede conocer dónde está la acumulación de lodos en la laguna.

Sin embargo, aunque la batimetría es una técnica común, es una metodología deficiente en el diagnóstico para vislumbrar una solución efectiva, ya que NO permite determinar las características y composición del lodo, elementos fundamentales para determinar las acciones a tomar.

Desde esta perspectiva, un estudio a través del análisis de Columnas de Lodo, obtenidas a partir de la perforación desde la superficie de la laguna, traspasando las diferentes capas de lodo hasta el fondo; permite un análisis mucho más completo.

Esta técnica permite establecer la concentración de sólidos suspendidos, la edad del lodo o tiempo de retención, y su composición, así como la velocidad de sedimentación.

Este conocimiento permite un diseño más eficiente y duradero para el tratamiento y deshidratación de lodos de las lagunas de las plantas de tratamiento de agua.

Nuevas tecnologías en deshidratación de lodos

Por último, deben considerarse muy bien las opciones para el proceso de deshidratación de lodos antes de decantarse por una solución. Las tecnologías tradicionales deben ser evaluadas frente a las nuevas tecnologías para determinar la conveniencia teniendo en cuenta las necesidades y diagnóstico preliminar.

Hoy en día existen nuevas tecnologías para la gestión de esas acumulación de lodos, como los sistemas integrales de deshidratación y confinamiento de lodos basados en la tecnología Geotube®, que además de permitir una solución eficiente y con menor costo, tienen menor impacto ambiental en su operación facilitando el cumplimiento de la normativa frente a la obligación de implementar planes de reconversión a tecnologías limpias para estos procesos.

Adicionalmente, estos diseños basados en la aplicación de tubos geotextiles, permiten la recuperación y reduciendo la huella hídrica y fomentando la economía circular en sus procesos; ya que a su vez hacen posible la reutilización de lodo deshidratado como material de construcción para la elaboración de ladrillos o como potenciador de suelos.

Para conocer más sobre los sistemas integrales de tratamiento y deshidratación de lodos visite nuestra página web

Y recuerde que solucionar el problema de acumulación de lodos en las lagunas de estabilización, si es posible.

Foto: El Tiempo.com

La pérdida de sedimentación en las costas aumenta cada vez más y de manera más fuerte afectando los ecosistemas estratégicos, las obras de infraestructura costera y la economía de la región:  vías, muelles, hotelería, turismo, vivienda etc.

1. El problema de Erosión Costera en Colombia

La población costera representa casi un 11% de la población total, con una tendencia creciente debido al acelerado proceso de urbanización en esas zonas. En la costa Caribe se concentra la mayor cantidad de habitantes (86%) y la costa Pacífica representa el 10% de la población costera.

Según el Plan Maestro de Erosión Costera  existen 86 puntos críticos en las costas de Colombia con riesgo de erosión costera alto o muy alto (23% en la costa Pacífica y 47% en la costa Caribe).

Y de acuerdo con las estimaciones de INVEMAR, para 2030 cerca de 1,2 millones de personas estarán en riesgo de inundación, derrumbes, y pérdidas de terreno ocasionadas por la erosión costera:

“Las pérdidas financieras ocasionadas por esta problemática impactan los sectores de la agricultura, pesca, ganadería, industria, forestal, minería, comercio y turismo, y las pérdidas en términos del costo de reemplazar los hogares en las zonas proclives a las inundaciones.”

Sumado a este problema la falla en las obras de infraestructura podría impedir el acceso a algunas regiones, aislando y exponiendo a su población.

2. Causas de la Erosión Costera

Las principales causas de la erosión costera, que se han identificado, son:

A. Factores naturales como olas, corrientes, huracanes, tsunamis etc., en ocasiones generados por el aumento del nivel del mar a causa del cambio climático.

B. Factores humanos como la extracción de arenas o recurso para construcción, la tala y destrucción de manglares, las obras de protección mal planificadas como la construcción descoordinada de estructuras rígidas, cambio del uso de los suelos, etc.

Adicional a estas causas, se ha podido establecer también que, en las últimas décadas, los ríos vienen aportando menor cantidad de sedimentos producto de la construcción de infraestructura como tajamares o embalses.

La suma de estos factores representa un panorama complejo que exige medidas integrales para mitigar los efectos de la erosión costera y detener el acelerado avance del problema.

3. La mejor solución es la que mejor entiende el problema

En los últimos años, las medidas para detener el deterioro de la línea costera han generado una avalancha de obras de contención que, por carecer de un correcto diagnóstico y enfoque, en ocasiones solo han conseguido empeorar el problema:

1. Soluciones temporales y de bajo impacto
2. Pérdida de la inversión
3. Traslado y/o agravamiento del impacto erosivo a otros puntos costeros

Es importante entender que no existen soluciones estándar para la erosión costera. Es indispensable un diagnóstico profundo de cada problemática, a través de Ingeniería y estudios oceanográficos con el fin de diseñar soluciones armónicas y a la medida de cada situación.

Una solución integral en estudios y proyectos costeros debe abordar el reconocimiento inicial del sitio, ingeniería y estudios marinos, análisis y diseño de posibles soluciones, para llegar finalmente a una ejecución de obras de infraestructura.

La utilización de equipo y software de última generación permitirá integrar los diferentes elementos del proyecto con el entorno marino y costero, por medio de análisis integrales, como la simulación matemática de dinámica y morfología.

Algunos de los estudios de campo que pueden requerirse para un correcto diagnóstico y diseño son:

• Análisis de información histórica y datos de campo
• Batimetría
• Topografía de playa
• Fotogrametría
• Estratigrafía
• Imagen de Fondo
• Caracterización de corrientes, oleajes y mareas
• Muestras de arena y granulometría
• Tipos de fondo y bancos de área

Para un proyecto de protección o recuperación de playas, frente a los problemas de erosión costera, puede haber múltiples soluciones entre soluciones rígidas, blandas o mixtas.

Sin embargo, la mejor solución dependerá de los resultados de los estudios y de las condiciones de cada terreno en particular, para evitar generar impactos positivos temporales, pero que a largo plazo pueden aumentar o desplazar el problema.

4. Estructuras blandas, una opción altamente eficiente y de bajo costo

Aunque las estructuras rígidas son las soluciones más comúnmente utilizadas, existen nuevas tecnologías para construcción de estructuras blandas, que pueden aportar grandes beneficios dependiendo de las necesidades de cada proyecto.

En este punto vale la pena analizar y considerar la conveniencia de utilizar sistemas de control de erosión a través de nuevas tecnologías como la Geotube® Marine Structure, que ha sido probada con éxito alrededor del mundo y tiene importantes ventajas frente a otro tipo de estructuras:

1. Soluciones de mediano a largo plazo
2. Armonizan con los ecosistemas de forma natural y permiten la revegetalización
3. Muy buena relación costo / beneficio

En la construcción marina con Geotube®, las playas pueden ser recuperadas, las costas están protegidas contra el efecto de erosión y se pueden incluso crear islas artificiales.

Estas aplicaciones consisten en sistemas flexibles de contención cómo parte estructural de elementos que se aplican a obras de protección costera terrestre y marina.

Con estos sistemas de estructuras flexibles se pueden crear mejoras en las condiciones del terreno para aumentar la superficie utilizable,  para construcciones y/o crear contenciones para protección ante erosión en playas, ríos o canales.

Algunas de las posibles aplicaciones de esta innovadora tecnología son:

1. Rompeolas

2. Embarcaderos y espigones
3. Diques y terraplenes
4. Núcleos de dunas de arena
5. Estructuras submarinas
6. Revestimientos
7. Escolleras y estructuras marinas
8. Creación de islas

Sin importar cuál sea la decisión final frente al abordaje de un proyecto de recuperación de playas, causado por la erosión costera, es fundamental realizar un correcto diagnóstico a través de ingeniería y estudios marítimos y, posteriormente, un diseño a la medida integrando estructuras blandas y/o rígidas que estén en armonía con los ecosistemas.

Desde Geosoluciones de Ingeniería SAS y en alianza con Tecnocéano, expertos en ingeniería y estudios marinos, y Solmax (Tencate) especialistas a nivel mundial en geosintéticos aplicados a infraestructura hidráulica, aportamos una visión integral capaz de abordar todas las causas del problema, para dar una respuesta eficiente, sostenible y armónica con los intereses humanos y la protección de los ecosistemas. Una solución que entiende el problema.

El rezago en infraestructura para el tratamiento de aguas, los altos niveles de contaminación del recurso hídrico, el atraso en la implementación de tecnologías de punta para su aprovechamiento y el uso ineficiente del agua, han sido algunas de las problemáticas que han impulsado al Gobierno Nacional a modificar la norma que regulaba previamente el uso del agua.

De este modo, y con el fin de llevar a cabo acciones que le permitan cumplir con esta nueva puesta, Colombia estableció para 2021 la Resolución 1256 expedida por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, la cual promueve la reutilización de aguas residuales a través de los planes de reconversión a tecnologías limpias en gestión de vertimientos y así dar un gran paso como país en la aplicación de la Estrategia de Economía Circular.

Además de generar nuevos modelos de negocio que disminuyan la demanda de fuente primaria (natural) al hacer uso de la nueva fuente de abastecimiento (agua residual tratada), esto ha traído como beneficio una simbiosis entre diferentes sectores que extiende la vida útil de la matriz del agua y genera asociaciones entre actores; contribuyendo a hacer más autosostenibles los sistemas de tratamiento al abrir una línea de acción que permite aprovechar el potencial del agua residual para dejar de verla como un desecho y empezar a usarla como recurso.

A partir de este gran paso, Colombia ha introducido una nueva lógica para los modelos de negocio verdes, apalancándose en el liderazgo ambiental para generar transformación, competitividad en la economía y mayor productividad. Y es que, el país produce 18,9 dólares por cada metro cubico del agua extraída, mientras que los países miembros de la OCDE producen 114,4 dólares por cada metro cúbico de agua extraída.

En esa misma línea, mediante la ingeniería y tecnología de punta, brindamos a las industrias la oportunidad de recircular el uso de las aguas residuales en operaciones y procesos unitarios dentro de la misma actividad económica que las genera, reduciendo así los costos que supondría la utilización de dichas aguas en actividades distintas a las que las generó. Lo que permite además posicionar a las empresas gracias a un balance positivo entre sus operaciones y su compromiso con la normatividad ambiental colombiana.

Pero, ¿cómo se lleva a cabo esto? Si bien existen diferentes sistemas para la deshidratación de lodos como los de filtro prensa, tornillo deshidratador, lechos de secado, centrífugas y otros; lo cierto es que existe una gran ventaja en el Sistema de Deshidratación de lodos bajo la tecnología Geotube®, patentada a nivel mundial, ya que permite realizar un proceso eficiente y de muy bajo impacto, permitiendo generar ahorros significativos frente a otras tecnologías.

Y es que, para un correcto funcionamiento, este método integra un sistema hidráulico, un sistema químico, el sistema de deshidratación (Geotube®) y el sistema de retorno; lo que nos permite tener agua en condiciones de reúso o de recirculación y lodos en condiciones de humedad óptimas para ser transportados o darles uso como materia primaria para un siguiente proceso, lo que nos lleva a un cierre perfecto de economía circular

Además, el aprovechamiento de las aguas residuales como fuente alternativa de abastecimiento en los sistemas operativos, máxime, no causarán nuevos cobros de tasa por uso, así mismo en la medida que sea efectiva la disminución o eliminación de vertimientos directos a cuerpos de agua, se podrán estar evitando costos de tasa retributiva y de necesidad o no de permisos de vertimientos cuando a ello hubiere a lugar.

Con este instrumento, Geosoluciones de Ingeniera SAS se integra a la transición verde, incentivando a los sectores productivos a desaprender la economía lineal y apostarle a la economía circular para favorecer el tratamiento y aprovechamiento de todas las aguas tratadas con el fin de alcanzar una meta de cero vertimientos.

Definitivamente, la normativa del reúso de las aguas residuales tratadas se ha convertido en una fuente alternativa para suplir la creciente demanda de agua por diferentes sectores económicos, que de acuerdo con el ENA 2018, representaron el siguiente consumo: agrícola 52%, energía 24,3%, pecuario 8,2%, piscícola 8,1%, domestico 7,4%, industria 2,9%, minería 1,8% hidrocarburos, 1,6% servicios 1,5% y construcción 1,2% de un total de 37.307 millones de metros cúbicos al año. Es decir que, a través de la recirculación y reúso adecuado, desde Geosoluciones de Ingeniería SAS se puede mantener el suministro de agua segura, disponible y asequible, mientras se reducen los costos económicos e impactos ambientales.

Autor: Andrés Felipe Montaña
Ingeniero líder de proyectos en Geosoluciones de Ingeniería