El tratamiento de aguas servidas, cada vez mayor en nuestro país, genera como resultado del proceso de saneamiento de las aguas realizado en las plantas, dos productos principales: agua tratada, y lodo tratado biológicamente, en adelante “BIOSOLIDO”, que resulta de la separación y tratamiento del componente sólido del líquido, en el proceso de depuración de las aguas servidas. Del total de las aguas servidas generadas en la cuenca de Santiago, actualmente se trata el 68%. Con el inicio de la operación del proyecto Mapocho Urbano Limpio, éstas aumentarán a 81%. Con el proyecto “Planta Mapocho” (actualmente en trámite en el Sistema de Impacto Ambiental) este porcentaje aumentará a 100%. Se proyecta que para el año 2009 la producción de Biosólidos será de 236.808 toneladas en el año (con 25% de sequedad). A pesar de que hay nuevos proyectos para la disposición de biosólidos en monorellenos, una instalación dispuesta únicamente para este fin, sus características orgánicas y químicas permitirían su reutilización, evitando así el costo que significa para la empresa sanitaria su transporte y disposición final, y otorgándole un valor económico a este material, por lo tanto, esto tendría un impacto positivo en las tarifas de agua para los consumidores de la región (menor precio). Este será el objetivo de nuestro estudio, ver las alternativas de uso y disposición de biosólidos, y cómo estas alternativas impactan las tarifas de agua reguladas. Antes de adentrarse en los usos, es importante detenerse en el proceso de tratamiento de aguas y también en factores como los aspectos legales, donde existen versiones propuestas en forma preliminar, que se encuentran en estado de borrador o en consulta pública, y los impactos medioambientales que tiene la disposición de estos biosólidos en monorelleno. Hecho esto, se analizaron distintas opciones para el reuso de los biosólidos. En primer lugar se estudió un proceso de secado térmico completo de manera de conseguir mejores cualidades en el material. Este proceso no fue considerado para las opciones, debido al proyecto “Centro de Gestión Integral de Biosólidos - El Rutal”, donde se propone realizar un secado solar con compostaje y biosecado ó secado biológico para todos los biosólidos. Luego se analizaron el uso como fertilizante agrícola y forestal, su incineración y co-incineración para la generación de electricidad y por último su utilización como materia prima para la construcción de ladrillos cerámicos para la construcción. Se estudiaron las opciones de manera técnica y luego se evaluaron mediante un análisis financiero, donde se concluye que efectivamente existen oportunidades de reutilización para los biosólidos, y que éstas serían rentables tanto para la empresa sanitaria que podría cobrar un precio por ellos, como para las empresas que los utilicen, que generarán ahorros en sus costos.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En Chile, el tratamiento de aguas servidas se está llevando a cabo desde el año 2001 de forma considerable, pasando en la Región Metropolitana de 35% a 80% de aguas servidas tratadas, entre el año 2001 y el 2006. El aumento en el tratamiento trae aparejado un incremento en la generación de biosólidos el que se duplicaría desde hoy al año 2010. Actualmente, no existe una gestión de biosólidos que permita dar sustentabilidad al tratamiento de aguas servidas, trasladándose éstos a monorrelleno o relleno sanitario, con el problema ambiental que esto tiene, como la disminución de vida útil de los actuales sitios en operación y la búsqueda de sitios aptos para la operación de nuevos monorrellenos y rellenos sanitarios. Es por esto, que resulta necesario tener conocimiento sobre que opciones de uso y disposición de biosólidos se encuentran disponibles en la Región Metropolitana, y que cantidad de éstos se podría destinar a dichas opciones. Para esto se realizó análisis de cada opción posible , superficie disponible en cada una y una evaluación para identificar los mejores sitios en cada opción de uso de biosólidos, a través de un análisis multicriterio. Las opciones de uso de biosólidos con mayor viabilidad, actualmente, en la Región Metropolitana son: uso agrícola, uso en plantaciones forestales, rehabilitación de tranque de relaves, rehabilitación de extracción de áridos y plan de cierre de rellenos sanitarios. Quedan como opciones de disposición el relleno sanitario y el monorrelleno, donde se debieran destinar los biosólidos que no puedan ser destinados a las opciones de uso. El uso agrícola al año 2007 podría recibir el 18% de la producción de biosólidos, al año 2010 esta capacidad se reduciría 11,9%. En cuanto al uso en plantaciones forestales, esta tendría capacidad para acoger 1,2% de la producción del año 2007 y 0,8% para el año 2010. La rehabilitación de tranque de relaves para el año 2007 podrá recibir 3,4% de la producción de biosólidos y para el año 2010 2,2% de ésta. El uso de biosólidos en rehabilitación de extracción de áridos, tiene un potencial de acogida de 6% de la producción del año 2007 y de 3,9% para el año 2010. Por último el uso de biosólidos en plan de cierre de rellenos sanitarios, podría recibir 3,7% de la producción estimada para el año 2007 y 2,4% de la producción estimada para el año 2010. Para el año 2007 se podría destinar a opciones de uso de biosólidos 32,4% de la producción estimada, lo que para el año 2017 sería de 19,2%, esto indica que se destinaría a monorrelleno y codisposición en relleno sanitario 67,6% en el 2007 y 80,8% para el 2010. / In Chile, the treatment of waste water has been increasing since 2001, going from 35% of treated waste water in the Metropolitan Region in 2001, to 80% in 2006. The increase in water treatment brings with it an increase in the generation of biosolids, which at this rate, would double by the year 2010. At the moment, there’s no biosolid management strategy that allows the waste water treatment to be feasible, thus transferring these biosolids to landfills or sanitary fillings, with the environmental problem this brings with it, like the decrease in the lifetime of operating sites and the search for new places suited for the operation of landfills and sanitary fillings. This is why more knowledge about different alternatives for the use and disposal of biosolids available in the Metropolitan Region is necessary, and the amount of biosolids that could be destined to these places. For this reason, each of the possible biosolids’ use and disposal alternatives was analyzed, taking into account available surface for each one of them, and an evaluation to identify the best place to implement them. Currently, the best alternatives for the use of biosolids in the Metropolitan Region are: Agricultural use, use in forest plantation, rehabilitation of deposit of relaves and extraction of barren, and closing plan of sanitary fillings. For biosolids that can’t be destined to any of the alternatives mentioned above, Sanitary fillings and monofill are left as the only viable options. The agricultural use in 2007 could reach 18% of the producion of biosolids, which would decrease to 11,8% by the year 2010. For the forest plantations, it could receive 1,2% of the biosolids production in 2007 and 0,8% by 2010. The rehabilitation of deposit of relaves and extraction of barren could reach 3,4% and 6% for 2007 and 2,2% and 3.9% for 2010 respectively. Finally, the use of biosolids in the closing plan of sanitary fillings could get 3.7% of the estimated production for 2007 and 2,4% of the estimated production for the year 2010. For the year 2007, 32,4% of the estimated production of biosolids could be destined to the aforementioned alternatives, which would mean that for 2017 it could reach 19,2%. This indicates that for the year 2007, 67,6% of the estimated production would be destined to monofill and co-disposition in sanitary fillings, which would increase to 80,8% by the year 2010.

Ingeniero Civil Químico / El consumo de agua potable por parte de la población produce aguas servidas, conformadas principalmente de agua y materia orgánica. En el tratamiento de éstas se producen lodos que deben estabilizarse para su reutilización. Aguas Andinas, proveedor de agua de la región metropolitana, creó en 2009 el Centro de Gestión Integral de Biosólidos CGIB, para estabilizar lodos mediante la disminución de humedad como lo estipula el Decreto 4 de 2009. Se modeló el secado biológico dentro de un invernadero piloto en el CGIB. Para ello, en primera instancia se realizaron pruebas experimentales por 5 meses entre mayo y septiembre. Asumiendo actividad biológica constante, geometría cilíndrica y propiedades físicas constantes en el tiempo y utilizando los datos de una pila se determinaron valores para la difusión de agua en el biosólido, coeficiente de transferencia de masa y el coeficiente de transferencia de calor por convección. Con los parámetros encontrados se realizó la simulación del resto de las pilas estudiadas, lográndose una simulación cercana a los datos experimentales. Durante el periodo experimental se suspendió una pila por irregularidades en el volteo. Se simuló una pila sin volteo y se comprobó que la ausencia de este procedimiento deriva en una menor transferencia de masa y, por ende, en un mayor tiempo de secado requerido. El modelo realizado puede integrar nuevos módulos con el fin de realizar una simulación que se ajuste aún más, para ello se recomienda realizar un análisis biológico, que permita conocer de forma exacta la energía producida por periodos. Esto permitiría que el modelo describiera de mejor manera el secado para el corto plazo desde iniciado el proceso. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Aguas Andinas S.A.

Ingeniera Civil Química / El cambio climático es un problema ambiental progresivo que afecta a nivel global a la sociedad y al ecosistema. Es provocado por las emisiones antropogénicas de Gases de Efecto Invernadero (GEI), y puede ser contenido solo mediante la reducción sustancial y continua, de tales emisiones. En este contexto, se aplica la herramienta de Análisis de Ciclo de Vida sobre el proceso de tratamiento de aguas residuales de la planta Talagante, enfocado en la emisión de GEI y, por lo tanto, en el Potencial de Calentamiento Global. Este análisis se realiza con el objetivo de evaluar ambientalmente el escenario del proceso actual y un escenario futuro, con foco en la gestión energética, a fin de, identificar las actividades que posean un mayor impacto y recomendar acciones que apunten a disminuir dicho impacto sin afectar la operación normal de la planta. Se analizan tres escenarios: el primero es el actual donde se combustiona el 40% del biogás en caldera para abastecer de energía al biodigestor y el excedente en antorcha; en el segundo, escenario el 100% del biogás es combustionando en un motor de cogeneración que produciría energía eléctrica para la planta y energía térmica para el biodigestor; el tercer escenario corresponde al escenario proyectado al año 2024, que comprende la ampliación de la planta en un módulo de la línea de agua. El resultado del análisis muestra que el total de las emisiones del escenario base (año 2016) fue de 5.100 tCO2eq. En el nuevo escenario, con cogeneración, se disminuye en un 17% las emisiones anuales de la planta. El tercer escenario se obtiene un total de 5.000 tCO2eq para el año 2024. Las emisiones directas de la planta contribuyen sobre el 60% del total de las emisiones del sistema en todos los escenarios analizados. La emisión más significativa corresponde al óxido nitroso que proviene desde el tratamiento biológico de la planta, aportando más del 70% de las emisiones directas en todos los escenarios analizados. Estas emisiones, al estar dentro del campo se acción directo de la empresa, poseen un alto potencial de disminución. En función de los resultados, se definieron estrategias de mitigación para las emisiones directas de óxido nitroso. Se generaron tres recomendaciones: la primera es la realización de campañas de medición de óxido nitroso, la segunda es la optimización de la aeración del tratamiento biológico, y la tercera es la implementación de la tecnología Anammox sobre las aguas de rechazo. Como proyección se sugiere considerar el Potencial de Calentamiento Global en la toma de decisiones de la empresa. De esta forma todos los proyectos realizados pueden contribuir a la disminución de la emisión de GEI, y, con ello, a la contención del cambio climático.