El distrito de El Alto situado en la provincia de Talara, departamento de Piura, posee dos lagunas de oxidación, que se encuentran en malas condiciones a consecuencia del incremento de la población y el uso consuntivo del agua, lo cual genera una mayor cantidad de aguas servidas superando la capacidad de almacenaje de las referidas lagunas, ocasionando el revalsamiento de dicha aguas y su vertimiento posterior hacia áreas privadas y terrenos aledaños que son inundados por estas, provocando un grave perjuicio para la salud pública y el medio ambiente. Actualmente, a pesar que el Alto cuenta con un renovado sistema de agua potable y alcantarillado, el problema se encuentra en las lagunas de oxidación de dicho lugar, pues como se mencionó líneas arriba, ésta se encuentra en mal estado provocando que las aguas servidas sean vertidas a la deriva y sin control, siendo además que la calidad del efluente se encuentra fuera de las especificaciones de acuerdo a norma y reglamento, todo ello generando un grave daño a la salud pública y al ambiente. / Tesis

El objetivo general de este trabajo de título es proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales para la nueva ciudad de Chaitén, la cual será reubicada en la localidad de Santa Bárbara, provincia de Palena, Región de los Lagos. La selección se realizó mediante una metodología de decisión multicriterio conocida como AHP (Proceso Jerárquico Analítico), para lo cual se generó un modelo de selección de alternativas de tratamiento de aguas residuales, que se aplicó a la localidad de Santa Bárbara. Para alcanzar el objetivo planteado, se estudiaron las características de la zona donde se instalará la nueva ciudad, así como también las necesidades y aspectos más importantes de la antigua ciudad de Chaitén. Se analizaron las diferentes alternativas disponibles para el tratamiento de aguas residuales, considerado sus particularidades, aspectos de operación, ventajas y desventajas. Se escogieron seis tecnologías para compararlas entre ellas utilizando el modelo de decisión generado, en donde se consideran los aspectos más importantes que se debe tener en cuenta al momento de instalar una nueva planta de tratamiento de aguas residuales. Los resultados indican que los tratamientos de aguas residuales técnicamente apropiados para el caso de la localidad de Santa Bárbara son: emisarios submarinos, lodos activados con aireación extendida y lombrifiltros. La evaluación de costos de estas alternativas indica que el sistema que presenta menor costo anual equivalente es el de lombrifiltros, dejando en segundo lugar a emisario submarino y por último a aireación extendida. El Proceso Jerárquico Analítico reflejó ser una herramienta útil para estructurar y ordenar el problema de decisión, identificando los aspectos que influyen de manera directa en la selección de alternativas de tratamiento de aguas residuales. Este estudio sirve de base para quienes deben fijar prioridades y tomar decisiones en la selección de alternativas de tratamiento de aguas residuales de cualquier localidad. Como conclusiones finales se puede destacar que la localidad de Santa Bárbara requiere un sistema de tratamiento de aguas residuales que sea sencillo, fácil de operar, de bajos costos de mantención y operación, y de baja generación o tratamiento de lodos, dado a sus propias característicasy al aislamiento de la zona.Los emisarios submarinos resultaron ser una alternativa atractiva de solución, ya que proveen una tecnología eficiente, segura y relativamente económica para la disposición final de aguas residuales.

Actualmente, la falta de cobertura de tratamiento de aguas servidas en localidades rurales y la inexistencia de un adecuado programa de saneamiento para el sector, motiva a realizar un estudio de los sistemas de tratamiento de aguas servidas existentes, emplazados en localidades rurales donde existen servicios de Agua Potable Rural (APR), de responsabilidad de la Dirección de Obras Hidráulicas (DOH) del Ministerio de Obras Públicas (MOP). Por lo tanto, el objetivo de este Trabajo de Título es elaborar un Catastro y Diagnóstico de los Sistemas de Tratamiento, para poder identificar las características que rigen el actual funcionamiento de estos sistemas, en relación a la situación administrativa, técnico operacional y de mantención. Con el desarrollo de lo anterior, se pudo establecer los principales factores que en este momento condicionan que se otorgue un adecuado tratamiento a las aguas servidas provenientes de los sistemas de APR, debido a que en algunos casos, las alternativas de tratamiento escogidas no se adecuan a las características propias que existen en las localidades rurales de nuestro país. Para lo anterior, fue necesario realizar una clasificación de los procesos administrativos, técnicos, operacionales, de diseño y mantención, observados en los sistemas construidos. Sobre la base de ello, se seleccionó un conjunto de sistemas de tratamiento, los que se visitaron en terreno y se les aplicó un cuestionario que permitió recopilar la mayor cantidad de antecedentes para poder cumplir con los objetivos del estudio. Para estos efectos, se consideraron antecedentes proporcionados por el Departamento de Programas Sanitarios de la DOH, visitas a terreno, datos experimentales existentes, datos operacionales de seguimientos realizados, diagnósticos de plantas pilotos instaladas, estudios realizados por Cooperativas y Comités de APR, entrevistas con Operadores y Administradores de plantas de tratamiento, etc. Finalmente, con el desarrollo de este Trabajo de Título se presenta un texto integrador de estudios, que sirve como ayuda para los tomadores de decisiones de los sistemas rurales, para poder evaluar diferentes opciones de tratamiento, considerando el diagnóstico de plantas de tratamiento de aguas servidas construidas, las características propias de las localidades seleccionadas y la experiencia de los Comités y Cooperativas en la administración, operación y mantenimiento de estos sistemas de tratamiento.

El objetivo principal de este trabajo es realizar una evaluación de algunas plantas de tratamiento de aguas servidas de los sectores rurales concentrados de las regiones IV, VI y RM con el fin de catastrar la situación actual del saneamiento rural en cuanto a cobertura, tipo de tratamiento y estado de las plantas. Se espera además, a partir de lo obtenido, proponer a nivel de factibilidad uno o más sistemas de tratamiento que resulten viables desde el punto de vista económico, ambiental y social. En la actualidad el país no cuenta con una normativa que respalde el saneamiento rural ya que la institucionalidad existente solamente aplica al agua potable rural, dejando la inversión en manos de múltiples entidades del Estado y la administración en Municipalidades, Comités y Cooperativas. Además, se ha incentivado el uso de sistemas de tratamiento de alto costo tanto en inversión como en operación y mantención, alejándose cada vez más de la tendencia internacional de incentivar el uso de sistemas de tratamiento sustentables. Para la evaluación de los sistemas, se visitaron plantas de tratamiento de las tres regiones mencionadas y se entrevistó a operadores de las plantas y dirigentes de los Comités y Cooperativas. Con los antecedentes recopilados se realizó un análisis de todo lo observado en cuanto al funcionamiento de las diferentes tecnologías, situación económica de ellas y la realidad entre las regiones. Los resultados arrojaron que en las tres regiones el estado general de las plantas es regular, siendo aquéllas en buen estado una excepción respecto del total. El sistema más utilizado corresponde al de Lodos Activados modalidad Aireación Extendida, que presenta altos costos en su operación y mantenimiento, por lo que en la totalidad de las plantas las tarifas son mucho menores a lo que se debiera cobrar para hacer de ellos sistemas económicamente autosustentables. En relación a los operadores, salvo en el caso que las plantas son monitoreadas por las empresas proveedoras, no poseen la competencia necesaria debido a la falta de preparación hacia ellos. Debido a todo lo anterior es que se vuelve indispensable una normativa que junto a una entidad gubernamental con competencia atienda y resuelva las necesidades del saneamiento rural. Respecto a la propuesta de alternativas de tratamiento, tanto de lo visto a nivel nacional como internacional se seleccionaron las tres opciones que a priori resultan más interesantes de implementar, las que posteriormente se evaluaron bajo los cinco criterios de sustentabilidad recomendados por la Sustainable Sanitation Alliance (2007), entidad conformada por variadas organizaciones y que tiene como fin común el saneamiento sustentable. De acuerdo a esto, se obtuvo que la mejor alternativa es el lombrifiltro, ya que se muestra como fuerte en 4 de los 5 aspectos evaluados y posee mayores antecedentes de cumplimiento de la normativa respecto al humedal y la unidad sanitaria seca. Sin embargo, estas dos alternativas resultan de igual forma viables de implementar ya que no mostraron puntos débiles en el análisis.

Explora la viabilidad técnica de procesar por filtración el lodo proveniente del tratamiento primario de la BRWTP acondicionando el lodo con polímero y diversos soportes de crecimiento. La filtración del lodo es considerada como la etapa previa para disponer el lodo finalmente en un proceso de combustión. El método empleado en el trabajo se conoce como superficie de respuestas (MSR) y se utiliza para los acondicionamientos del lodo con tres sólidos diferentes y el coagulante común. / Tesis

El propósito de este estudio es presentar la evaluación de Análisis de Ciclo de Vida realizada a la Planta de Tratamiento Chen Chen ubicada en la ciudad de Moquegua. Dicha evaluación responde tanto al ámbito de eficiencia operativa como a los impactos ambientales que produce cada m³ de agua. Además, mediante el apoyo de una herramienta cualitativa, la entrevista, busca conocer la perspectiva de los usuarios sobre la calidad del sistema de agua proveído por la Empresa Prestadora de Servicios Moquegua. El análisis cuantitativo realizado considera una parte general de la fase de construcción y de manera detallada la fase de operación de la empresa. Dentro de esta última fase se tomarán en cuenta las etapas de dosificación y mezcla rápida, floculación, decantación, filtración y cloración. La metodología utilizada para la evaluación de impactos ambientales en cada etapa es el análisis de ciclo de vida (ACV o LCA). Esta herramienta ayuda a evaluar la contribución de cargas ambientales y a su vez comparar distintos escenarios a través del tiempo. Esto permite comparar la influencia que tiene el utilizar técnicas para reducir el volumen de agua producida frente a años anteriores en los que se utilizaba la reducción de pérdidas en menor medida. Los resultados muestran el proceso histórico que siguió el consumo de químicos y electricidad, con el fin de ver las mejoras anuales. Los dos principales motivos del aumento en los requerimientos de energía y químicos son, por un lado, el aumento de la población en un rango aproximado de mil personas (INEI 2015) y por otro lado la creciente contaminación del agua procedente de la cuenca hídrica que abastece a la región (GRM 2014). La evaluación de impactos ambientales evidencia que la fase de operación es la que presenta mayores cargas ambientales. A su vez dentro de dicha fase, la etapa de dosificación con los productos policloruro de aluminio (PAC), cloruro férrico (FeCl₃) y el respectivo transporte de productos representa aproximadamente el 60% de cargas para la mayoría de las categorías de impacto de punto medio. Se concluye que una reducción de pérdidas afecta significativa y positivamente a la disminución de cargas ambientales. Además se evidencia que la perspectiva de la población podría ser un factor importante al comunicar los logros actuales y futuros de la empresa. Se espera que este aporte ayude a la mejora en la toma de decisiones tanto para la Empresa Prestadora de Servicios Moquegua como para futuras evaluaciones en otras potabilizadoras tradicionales en el Perú. / Tesis

El Perú es un país privilegiado por su oferta hídrica; sin embargo, su orografía delimita tres vertientes hidrográficas que descompensas su distribución especial. En efecto, únicamente 1.8% de los recursos hídricos se localizan en la vertiente del Pacifico, en la cual se ubica el 65% de la población (Fernández, 2011). Esto sumado al agotamiento progresivo de los recursos y el calentamiento global que afronta el mundo, suponen un problema aún más serio (Ngo et al., 2016). En ese sentido, el tratamiento de aguas residuales es una opción factible para la reutilización de volúmenes importantes de agua y la recuperación de nutrientes y energía. La producción anual de aguas residuales en el Perú es de 798.5 Hm3, de las cuales solo el 32% recibe algún tipo de tratamiento (260.9 Hm3). Además, únicamente 30.9 Hm3 del agua residual tratada es reutilizada (SUNASS, 2015). En este sentido, se propone el diseño y análisis ambiental de una planta de tratamiento de aguas residuales en la ciudad de Huaraz, como primera medida para mejorar los estándares de calidad del río Santa; y por ende los estándares de calidad de vida de la población que utiliza sus aguas. Asimismo, la planta permite aprovechar los recursos procedentes del tratamiento de las aguas residuales; tales como fertilizantes, biogás, entre otros. Para llevar a cabo el estudio, se combinaron herramientas de diseño y gestión ambiental. Por un lado, para el diseño se utilizó el software BioWin 5 en su versión estudiante, el cual permite modelar distintos trenes de tratamiento y estimar la calidad del agua para cada uno de ellos. Asimismo, es factible estimar la cantidad de recursos que se derivan del tratamiento de aguas residuales. Por otro lado, para el análisis ambiental se siguieron los lineamientos del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y se utilizó el software SimaPro. La metodología propuesta permitió analizar y comparar, de manera rigurosa, los impactos generados por la implementación de la PTAR y por la ausencia de la misma. Los resultados del diseño indican que se cumplió satisfactoriamente con lo estipulado por la normativa peruana para la calidad de los efluentes de una PTAR (MINAM, 2010), y parcialmente lo estipulado por las normativas europeas (EC, 1998; ECC, 1991). Esto se debió a la limitación intrínseca de BioWin estudiante para el modelamiento de la recirculación del licor mezclado y permeado, lo cual derivó en la insuficiente eliminación de nutrientes, N y P. Asimismo, los resultados del análisis ambiental indican que se reducen los niveles de eutrofización a más de 50% durante todo el año; y que estos permanecen prácticamente constantes a lo largo de mismo. / Tesis

El propósito de este estudio es presentar la evaluación de Análisis de Ciclo de Vida realizada a la Planta de Tratamiento Chen Chen ubicada en la ciudad de Moquegua. Dicha evaluación responde tanto al ámbito de eficiencia operativa como a los impactos ambientales que produce cada m³ de agua. Además, mediante el apoyo de una herramienta cualitativa, la entrevista, busca conocer la perspectiva de los usuarios sobre la calidad del sistema de agua proveído por la Empresa Prestadora de Servicios Moquegua. El análisis cuantitativo realizado considera una parte general de la fase de construcción y de manera detallada la fase de operación de la empresa. Dentro de esta última fase se tomarán en cuenta las etapas de dosificación y mezcla rápida, floculación, decantación, filtración y cloración. La metodología utilizada para la evaluación de impactos ambientales en cada etapa es el análisis de ciclo de vida (ACV o LCA). Esta herramienta ayuda a evaluar la contribución de cargas ambientales y a su vez comparar distintos escenarios a través del tiempo. Esto permite comparar la influencia que tiene el utilizar técnicas para reducir el volumen de agua producida frente a años anteriores en los que se utilizaba la reducción de pérdidas en menor medida. Los resultados muestran el proceso histórico que siguió el consumo de químicos y electricidad, con el fin de ver las mejoras anuales. Los dos principales motivos del aumento en los requerimientos de energía y químicos son, por un lado, el aumento de la población en un rango aproximado de mil personas (INEI 2015) y por otro lado la creciente contaminación del agua procedente de la cuenca hídrica que abastece a la región (GRM 2014). La evaluación de impactos ambientales evidencia que la fase de operación es la que presenta mayores cargas ambientales. A su vez dentro de dicha fase, la etapa de dosificación con los productos policloruro de aluminio (PAC), cloruro férrico (FeCl₃) y el respectivo transporte de productos representa aproximadamente el 60% de cargas para la mayoría de las categorías de impacto de punto medio. Se concluye que una reducción de pérdidas afecta significativa y positivamente a la disminución de cargas ambientales. Además se evidencia que la perspectiva de la población podría ser un factor importante al comunicar los logros actuales y futuros de la empresa. Se espera que este aporte ayude a la mejora en la toma de decisiones tanto para la Empresa Prestadora de Servicios Moquegua como para futuras evaluaciones en otras potabilizadoras tradicionales en el Perú.

Ingeniero Civil / La falta de normativas específicas que regulen el manejo de las aguas residuales originadas en las plantas de tratamiento de agua potable del país da lugar a prácticas cuestionables como las descargas a cauces naturales. Las descargas de aguas residuales del tratamiento de agua potable no forman parte de la norma de descarga de efluentes líquidos a cuerpos de agua superficiales (D.S. N°90/2000). Esta falta de tratamiento provoca problemas ambientales, como embancamientos en el cauce. La ausencia de un control de las características y parámetros que deben ser reducidos en estas aguas es consecuencia de la falta de normativas que regulen su manejo, lo cual constituye un riesgo para la salud de la comunidad y su entorno. El objetivo es definir los procesos y las unidades que deben componer el tratamiento de las aguas residuales producidas. El propósito del estudio involucra la caracterización de las aguas residuales y la definición de los parámetros relevantes a reducir. Por otra parte se busca recopilar los procesos de tratamiento que se utilizan en Chile para las aguas residuales de las plantas de agua potable y contrastarlo con las situaciones en aquellos países que han regulado el manejo de estas aguas en sus plantas. Para ello se realizó una revisión bibliográfica y recopilación de antecedentes para caracterizar las aguas residuales. Se revisó la base de infraestructura de las plantas de tratamiento de agua potable de Chile para conocer si se provee algún tratamiento a las aguas residuales. Se revisaron normativas y estudios de países en los cuales se ha regulado el tema y los estándares que contemplan. Finalmente se define el tratamiento o el manejo de un agua residual de acuerdo a sus características.

Partiendo de la problemática que implica el incremento significativo de la demanda de agua potable en los últimos años, así como su inminente escasez debido a las reservas limitadas de agua dulce, se plantea el aprovechamiento de las reservas de agua salada a través del proceso de desalinización mediante ósmosis inversa. El presente trabajo tiene como propósito establecer las bases para el desarrollo de un sistema de control y su implementación en una unidad de ósmosis inversa de una planta desalinizadora de agua de mar. Se requiere de un control efectivo de dichas plantas para producir agua potable en la cantidad y calidad requerida, por lo cual es necesario utilizar técnicas adecuadas de control. Dentro de este contexto se plantea una solución desde el punto de vista de la Ingeniería de Control y Automatización, desarrollando controladores PID avanzado basados en el método MIGO para el control robusto de las variables críticas de una unidad de ósmosis inversa. Para alcanzar éste propósito se realizó una revisión del estado de arte de los controladores PID y de los sistemas de control de plantas de ósmosis inversa. Después de analizar dichos sistemas de control y debido a que los controladores convencionales no ofrecen un control efectivo, se propone el desarrollo de un controlador PID avanzado mediante el método MIGO para su aplicación en una unidad de ósmosis inversa. Para ello se estudiaron modelos matemáticos que caractericen el comportamiento dinámico de las variables críticas de una unidad de ósmosis inversa y luego se procedió al diseño de los controladores PID avanzado. Se diseñaron los controladores PID avanzado basados en el método MIGO luego de haber realizado el desacoplamiento de una unidad de ósmosis. Se simuló el sistema de control con el PID-MIGO en Matlab/Simulink, bajo diferentes condiciones de operación nominal, en presencia de perturbaciones y de señales ruidosas, obteniendo buenos resultados de control y robustez, superando a los controladores PID convencionales. Finalmente se realizó una propuesta de implementación práctica del sistema de control desarrollado, basada en la aplicación de un PLC, una PC y un cliente/servidor OPC. / Tesis