Uno de los principales problemas medioambientales en nuestro país, es la contaminación del agua, y quizá la fuente principal de la existencia de dicho problema sea el vertimiento sin control de aguas residuales sin tratamiento o con un tratamiento deficiente. Esto evoca una realidad latente, que no solo ocasiona la perdida de flora y fauna, sino, la proliferación de enfermedades que cuestan anualmente miles de millones al producto bruto interno (PBI) del país. El objetivo de este proyecto se concentra en la ejecución de una evaluación y estudio que nos permita determinar el estado de funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales del distrito de Cayaltí (Chiclayo, Lambayeque). Esto se logrará a través de una inspección a la planta y sus componentes, así como mediante la práctica ensayos físicos, químicos y biológicos para constatar si la calidad del efluente es la adecuada para irrigar campos de cultivo de tallo bajo, como se viene haciendo en dicha localidad. También se realizará un levantamiento topográfico, del tipo batimétrico, que nos permitirá evaluar el volumen útil actual del sistema respecto al inicial. Todos estos resultados serán contrastados con la normativa peruana, para realizar un análisis en torno a la problemática y desarrollar una posible alternativa de solución.

En los últimos años la industria minera ha implementado una serie de mejoras en sus etapas productivas con la finalidad de mitigar sus impactos ambientales, optimizando los procesos relacionados en sus diferentes etapas de producción. Una oportunidad de mejora se observó en la minería aurífera, la cual podría tratar sus relaves con alto contenido de agua provenientes de sus plantas de beneficio para producir onzas finas de oro. La presente tesis tiene como objetivo evaluar la implementación de filtros termoplásticos para tratar relaves convencionales de oro mediante un análisis técnico, económico, ambiental y social. En este sentido, se considera la implementación de un sistema de filtrado, como una mejora tecnológica en los procesos metalúrgicos de la planta Veta Dorada de Dynacor Gold mines para la disposición de relaves en seco y la estimación un porcentaje de recuperación de agua fresca dentro de una zona de impacto con escasos recursos hídricos. Para llevar a cabo este estudio, se realizó un análisis técnico – económico de la propuesta de implementación de un sistema de filtrado versus la gestión de relaves de manera convencional y se estudiaron opciones de utilización con el potencial del agua reciclada. Los resultados económicos de esta evaluación, demostraron que, en relación a su proceso actual, la inversión inicial en un periodo de 6 años, demuestra una ventaja económica de US$ 3,524,194 en la gestión de relave convencional contra US$ 778,460 para implementar un sistema de filtros y manejar relave en seco. A la vez, se estimó una recuperación de 48% de agua en comparación de un relave convencional, lo que representa un déficit de consumo de 103,680 m3/año, y la humedad residual de 12% del relave en seco generará una demanda de área cuatro veces menor al estanque de relave convencional lo que representa un menor riesgo ambiental. Además, se evidenció un aumento potencial en la recuperación de agua en el proceso de beneficio que previo a un proceso de purificación, puede ser de utilidad para otras actividades económicas de la zona. Se determinó que el volumen de agua recuperada podría ser utilizada por las comunidades para revegetar 56,7 ha con rosales, 108 ha con plantas de algodón o 2073 ha con árboles de olivo. Lo cual significaría un ingreso económico interesante para las personas que viven en el Distrito de Chala. Finalmente, basado en una estimación de costos de implementación y operación se puede concluir, que la implementación de un proceso de filtrado con filtros termoplásticos para la disposición de relaves en seco muestra una ventaja económica sobre un estanque para almacenar el relave convencional que incluye múltiples expansiones de capacidad a mediano plazo. En paralelo, se demuestra el potencial de revegetación de los principales cultivos de la provincia de Caravelí, y otros cultivos comerciales que aportarían a desarrollar activad económica. Esta combinación de factores hace de esta investigación, un caso de negocio positivo de implementación para la planta de beneficio de Veta dorada de Dynacor Gold Mines.

El presente proyecto muestra un mejoramiento y ampliación del sistema de agua potable acompañado del diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales para la zona urbana del distrito de Santa Rosa, provincia de Jaén, departamento de Cajamarca, debido a las malas condiciones que presentan algunos de sus componentes, a consecuencia de factores como la antigüedad y mal funcionamiento, como se da el caso de las redes de distribución las cuales sufren roturas muy constantes. Además, se determinó que el servicio de abastecimiento de agua potable que se brinda es discontinuo a causa del uso sin ningún tipo de control del agua. También se da la existencia de un gran número de casos de enfermedades de origen hídrica debido a la ingesta de agua no tratada. Así como también se verifico que las aguas residuales vienen siendo liberadas al medio ambiente sin ningún plan de mitigación de elementos contaminantes. Por ende, el proyecto busca brindar las soluciones pertinentes para mejorar la calidad de vida de la población urbana del distrito.

El presente trabajo académico describe y analiza la problemática de la gestión de las aguas residuales domésticas. El diagnóstico del que se parte –elaborado en el 2015– evidencia que en el país existen 204 sistemas de tratamiento de aguas residuales que operan las Entidades Prestadoras de Servicios de Saneamiento (EPS), de los cuales solo 163 están operativos y más del 90% carece de autorización de vertimiento, por lo que no existe un control adecuado de las descargas que se producen en las fuentes naturales de agua. El objetivo de la investigación es conocer la regulación que establece el ordenamiento jurídico peruano para el control y supervisión de las aguas residuales domésticas, así como identificar los niveles de intervención de las instituciones involucradas a partir de una perspectiva histórica considerando los cambios producidos hasta la actualidad, los cuales han sido introducidos básicamente por el Decreto Legislativo N° 1280 que aprueba la Ley Marco de la Gestión y Prestación de los Servicios de Saneamiento (que establece el saneamiento de aguas residuales como servicio público), como por el Decreto Legislativo N° 1285 que modifica el artículo 79 de la Ley N° 29338 - Ley de Recursos Hídricos (que establece disposiciones para la adecuación progresiva a la autorización de vertimientos y a los instrumentos de gestión ambiental en el sector saneamiento). El trabajo está orientado por las disciplinas del Derecho Administrativo, Derechos de Aguas y el Derecho Ambiental, y se ha desarrollado a partir de un trabajo de gabinete con una metodología dogmática. El tema es de suma importancia para el desarrollo del país; toda vez, que hasta la fecha no se cuenta con una herramienta que contenga un diagnóstico y establezca mecanismos consensuados para lograr el objetivo del tratamiento y reuso de las aguas residuales domésticas.

El lavado de vehículos es una actividad que genera grandes cantidades de efluentes residuales, los cuales, en la mayoría de países tercermundistas, no se tratan previo a su descarga al alcantarillado. La investigación tiene lugar en la estación de lavado del taller principal de Interamericana Norte SAC – Chiclayo, donde se estableció como objetivo prioritario proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales para reducir la contaminación hídrica, apoyándose en tres objetivos específicos. En la etapa diagnóstica se calculó una generación de 10 m diarios de efluente, los cuales, basado en investigaciones similares, poseen elevadas cargas contaminantes con concentraciones de 4 220 mg/l de SST, 2 885 mg/l de DBO5 y 4 290,5 mg/l de DQO; representando impactos potenciales en la calidad del agua y daños al sistema de alcantarillado calificados como “Severos”. Seguido, en la etapa de evaluación y propuesta, se estableció como secuencia los tratamientos de desbaste, sedimentación primaria, coagulación-floculación, desinfección y filtración rápida; esta permitió reducir la carga contaminante a concentraciones aptas para la reutilización del efluente, siendo de 1,74 mg/l de SST, 8,18 mg/l de DBO5 y 13,9 mg/l de DQO. En cuanto a la evaluación de costos, beneficios y ambiental, el análisis B/C demostró una ganancia de S/ 0,34 por cada sol invertido, evidenciado la viabilidad económica del proyecto. A su vez, el valor de importancia en la alteración a la calidad del agua y daños al sistema de alcantarillado, se redujo en 51,35% y 30,51% respectivamente, siendo ahora calificados como “Moderados”, evidenciando la viabilidad ambiental.

El siguiente trabajo de tesis presenta el diseño de una estación de monitoreo de aguas residuales no domésticas en Lima Metropolitana, la cual está compuesta por un arreglo de sensores. La estación es capaz de monitorizar continuamente en pequeños intervalos de tiempo programables (entre 1 a 60 minutos) la concentración de sustancias que se encuentran disueltas en el agua por medio de la medición de los siguientes parámetros: materia orgánica, pH, oxígeno disuelto y conductividad. Todos los valores obtenidos por el arreglo de sensores se pueden visualizar desde un Smartphone, Tablet o computadora. La estación de monitoreo permite alertar si el nivel de algún parámetro característico medido por el arreglo de sensores supera el nivel establecido en la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Está debe aplicar procesos para la descontaminación del agua, los cuales están relacionados con el nivel de contaminación de los diversos parámetros que se encuentra en la misma, de esta manera se tiene un control continúo sobre las aguas residuales no domésticas. Además el sistema es de fácil uso, puesto que es portátil, permite su instalación inmediata en diversos puntos, y gracias a su sistema autónomo, puede trabajar durante 1 día seguido sin la necesidad de utilizar electricidad doméstica. Adicionalmente, el sistema cuenta con una protección ante hurtos, generando un sonido fuerte que aturde al atacante y posteriormente envía un mensaje de alerta hacia el dispositivo que se encuentre conectado al sistema.

Durante el transcurso de esta tesis, se sintetizaron catalizadores de especies metálicas de Fe, Cu, Mn, Ni y Co, soportadas sobre un biocarbón proveniente de la pirólisis de residuos de poda, empleando diferentes métodos. La preparación de los catalizadores mediante un método hidrotermal, tanto en medio alcalino como neutro, favoreció la carga del metal sobre el soporte, si se compara con la obtenida mediante el método de impregnación convencional. En el primer caso se lograron cargas metálicas mayores al 10%. Los materiales obtenidos que presentaron un bajo lixiviado metálico en solución acuosa a pH 2,5 y/o pH 7 se caracterizaron mediante distintas técnicas analíticas. Por difracción de rayos X se identificó la estructura de los catalizadores. La interacción metálica con los grupos funcionales del soporte se comprobó a través de espectroscopía infrarroja. Se determinó también la composición química a través de espectroscopía de absorción atómica y análisis elemental. Por espectroscopía fotoelectrónica de rayos X se determinó la naturaleza de las especies metálicas superficiales de las muestras. Se analizó la actividad catalítica de los materiales obtenidos en la degradación oxidativa de ácido benzoico, catecol y ácido cinámico, como modelo de contaminantes presentes en aguas residuales de la industria vitivinícola. Se utilizaron los aniones peroximonosulfato y persulfato como oxidantes. Para cada catalizador se optimizaron las condiciones de reacción (tipo y masa de oxidante, masa de catalizador, pH, tiempo) y se determinó el grado de mineralización alcanzado al finalizar las experiencias, mediante análisis de carbono orgánico total. Con los catalizadores que mostraron una mayor eficiencia se evaluó el mecanismo de activación del oxidante, y se corroboró que la degradación de los contaminantes ocurre principalmente a través de un mecanismo radicalario, siendo SO4•- y •OH las principales especies responsables de las oxidaciones. El catalizador que demostró mejor actividad se empleó en la degradación de una mezcla de los tres contaminantes estudiados, así como también en muestras de aguas de lavado de la máquina despalilladora y del tanque de vino Malbec provenientes de la bodega Saldungaray. Nuevamente se ajustaron las condiciones de reacción, y se alcanzaron porcentajes de mineralización que oscilaron entre 70 – 87 %. Asimismo, se pudo reutilizar el catalizador en tres ciclos de uso. En resumen, esta tesis demuestra que los catalizadores sintetizados son una opción viable y eficaz para la degradación de compuestos fenólicos, con potenciales aplicaciones en procesos para remediación ambiental. Estos hallazgos contribuyen al campo de la catálisis y la ciencia ambiental, abriendo nuevas oportunidades para abordar los desafíos de la contaminación del agua y la sostenibilidad. / During this thesis, Fe, Cu, Mn, and Co metal species supported catalysts, employing biochar from the pyrolysis of pruning waste as support, were synthesized using different methods. The preparation by the hydrothermal method, both in alkaline and neutral media, favours the loading of the metal on the support, if compared to the synthesis by the conventional impregnation method. In the first case, metal loadings higher than 10 % were achieved. The materials that showed the lower metallic leaching in aqueous solution at pH 2.5 and/or pH 7 underwent physicochemical characterization using different analytical techniques. The structure of the catalysts was identified by X-Ray diffraction. The metallic interaction with the support functional groups was verified through infrared spectroscopy. The chemical composition was also determined through atomic absorption spectroscopy and elemental analysis. The nature of the surface metallic species of the samples was determined by X-ray photoelectronic spectroscopy. The catalytic activity of the catalysts in the oxidative degradation of benzoic acid, catechol and cinnamic acid was analysed, representing possible contaminants present in wastewater from the wine industry. The peroxymonosulfate and persulfate anions were employed as oxidants. For each catalyst, the reaction conditions were optimized (type and mass of oxidant, mass of catalyst, pH, time) and the degree of mineralization was determined by total organic carbon analysis. The oxidant activation mechanism was evaluated for catalysts that showed the greater efficiency. It was confirmed that the degradation of the contaminants occurs mainly through a radical mechanism, with SO4•- and •OH being the main species responsible for the oxidations. The catalyst with the best activity were used in the degradation of a mixture of benzoic acid, catechol and cinnamic acid, as well as in washing water samples from the destemming machine and the Malbec wine tank of the Saldungaray winery. The reaction conditions were adjusted, and mineralization percentages that ranged between 70 – 87% were achieved. Likewise, the catalyst could be reused in three use cycles. In summary, this work demonstrates that the synthesised catalysts are a viable and efficient option for the degradation of phenolic compounds, with potential applications in environmental remediation processes. These findings contribute to the field of catalysis and environmental science, opening new opportunities to address the challenges of water pollution and sustainability.

La empresa Lácteos la Conga EIRL se dedica a la elaboración de queso suizo, esta procesa un promedio de 94 425 litros de leche mensual. Además, descarga un total 544,7 m agua residual sin tratar por mes en un terreno; ocasionando impactos negativos al medio físico como el suelo, agua, y viviendas y servicios. Por ello, se planteó como objetivo principal diseñar un sistema de tratamiento de aguas residuales para reducir el impacto ambiental generado por dicha empresa. La metodología utilizada para determinar el impacto ambiental fue la matriz de Leopold, en la cual se obtuvo que el proceso de fabricación de queso suizo sin la aplicación de un tratamiento, genera un impacto negativo severo en la calidad suelo, agua, calidad de aire y servicios y viviendas. Posteriormente, se elaboró una matriz de enfrentamiento para la selección del tratamiento apropiado, el cual estuvo conformado por desbaste, homogenización, reactor UASB y biofiltración. Mediante la aplicación de este sistema de tratamiento se obtendrá 16,1m3/día que cumplen con los LMP, esta agua será reutilizada en la limpieza de la planta y finalmente será utilizada en riego de plantas de tallo corto. Mediante Guerchet se calculó que el área requerida es de 210,52 m. Finalmente, el proyecto es viable económicamente porque el TIR es 31%, un VAN de S/. 43 883 y un C/B de por cada S/. 1,8; es decir que por cada S/.1 invertido se gana S/. 0,8. Además, es viable ambientalmente ya que en la nueva matriz de Leopold los factores ambientales como el agua y el suelo se redujeron los impactos negativos severos a moderados.

Hoy en día las aguas residuales no son aprovechadas como un recurso reutilizable, sino como un elemento contaminante para el medio ambiente. El presente estudio tiene como objetivo proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales para ser aprovechadas en el riego de áreas verdes del distrito de Pimentel. Actualmente el 81,25% de las áreas verdes del distrito es regado con 7 799,96 m3 de agua potable, se realizó un proyección de la demanda determinando que la demanda de agua tratada para el proyecto es de 1 021 533,22 m3 para el 2030. Posteriormente se seleccionó el tratamiento por lodos activados, a través del método de factores ponderados. Se diseñó una planta de tratamiento de aguas residuales por lodos activados con una capacidad para producir 2 806,41m3/día de agua tratada con 3,13 mg/L de DBO5T (remoción del 97%) teniendo así un agua apta para ser aprovechada en el riego de áreas verdes que cumple con la normativa establecida. También se realizó una evaluación económica social en donde se obtuvo un VANS de S/ 3 351 042 y la TIRS de 22%, indicando que el proyecto de inversión pública es rentable socialmente ya que el VANS es mayor que 0 y la TIRS es mayor que la TSD, finalmente se realizó un análisis de sostenibilidad en el cual se determinó que el proyecto de inversión pública es sostenible en cuanto a organización y gestión, riesgos naturales, demanda, y disponibilidad de recursos financieros.

El desarrollo de la presente tesis, plantea un proyecto integral, desde el abastecimiento de agua potable, sistema de alcantarillado y una planta de tratamiento de agua residuales, con el objetivo de ayudar a descender los índices de morbilidad de origen hídrico que están presente en el distrito de Sócota, provincia de Cutervo, departamento de Cajamarca. Así pues, se inició con el diagnóstico de la situación actual de los servicios básicos, el estudio de la población y demanda de agua, que fueron esenciales para determinar el horizonte de proyecto en un periodo de 20 años, a esto se suma los estudios de topografía y suelos, claves para un correcto dimensionamiento hidráulico y estructural en el que se llegó a diseñar teniendo en cuenta las normativas vigentes del MVCS, RNE, en cuanto a captaciones de manantial tipo ladera, cámara reunión de caudales, válvulas de purga, válvula de aire, líneas de conducción, reservorios, red de aducción, red de distribución , redes de alcantarillado, cámara de rejas, desarenador, tanque imhoff, filtro bilógico, lecho de secado de lodos y caseta de cloración, paralelamente se desarrolló la evaluación de impacto ambiental, y se determinó el presupuesto económico y plazo de ejecución de la obra.