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.

Geóloga / El presente trabajo resume el análisis de las características geológicas e hidrogeológicas de la cuenca de Santiago, tales como el tipo de relleno sedimentario, la profundidad del nivel estático, la permeabilidad del relleno y la red hidrográfica, con el fin de determinar los sectores idóneos para la infiltración artificial de agua en el acuífero, junto con el mejor método de infiltración según las características hidrogeológicas del sector elegido. Los criterios usados para discriminar si un sector es apropiado para infiltrar son un nivel estático superior a 45m de profundidad y una permeabilidad del relleno superior a 7,5x10-5 m/s. Estos valores garantizan una capacidad de almacenamiento suficiente del acuífero en el sector. Además de los criterios anteriores, también se incluye la factibilidad de transportar agua hasta el sector elegido por medio de la red de drenaje. Una vez preseleccionados los terrenos, se revisa la estratigrafía en pozos y perfiles cercanos para determinar la presencia de capas impermeables en profundidad lo que, junto con la profundidad del nivel estático y la extensión del terreno disponible, son los criterios para seleccionar la obra de infiltración más adecuada. Los terrenos más apropiados para realizar la infiltración artificial se ubican al norte del río Maipo, en la comuna de la Pintana. En este sector la permeabilidad es de 1x10-3 m/s y la profundidad del nivel estático es en promedio 120m. La presencia de canales de regadío en el sector hace posible el transporte de los excedentes de verano del río Maipo al lugar seleccionado. No es necesario un mayor tratamiento del agua a infiltrar dado que el origen del agua de los canales y de la napa es la misma, el río Maipo. Sin embargo, sí se requiere un filtrado previo para eliminar sólidos en suspensión. Se propone la realización de 70 pozos de inyección de 130m de profundidad, que en total infiltrarían 26,1 millones de m3 por año. La infiltración se realizaría durante el verano, cuando el caudal es mayor debido a los deshielos, cuando éste supere una probabilidad de excedencia del 20%, lo que sucedería con un periodo de retorno de 5 años. Se propone comenzar con un proyecto piloto, evaluar el comportamiento del agua en profundidad y luego seguir con proyectos de mayor envergadura. Se estima un aumento del nivel freático de unos 20m por cada evento de infiltración, lo que da un margen de capacidad de almacenamiento para al menos 5 eventos de infiltración. El cálculo del VAN del proyecto indica que éste es rentable a corto y mediano plazo.

Memoria (para optar al grado de licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / El ordenamiento jurídico chileno establece que el agua es un bien nacional de uso público no susceptible de propiedad privada particular, a la vez que se reconoce la propiedad de los derechos que los titulares tienen sobre ellas, lo que implícitamente configura un mercado de aguas. En este modelo único en el mundo, los derechos de aprovechamiento se otorgan sin una exigencia de uso efectivo y beneficioso por parte del Estado, por lo que en la práctica ingresan al tráfico jurídico privado como un bien económico más. El dominio público es un régimen de protección de ciertos bienes, entre los cuales se encuentra el agua, que corresponde a un deber prestacional del Estado en cumplimiento de su quehacer constitucional, que es la función pública. El objetivo general es analizar la manera en que el modelo de mercado en la gestión del agua en Chile resguarda su naturaleza jurídica de bien público, para lo cual los métodos usados fueron de observación, el histórico, el analítico y el inductivo. Utilicé el tipo de investigación pura o básica, en el nivel descriptivo y según el paradigma interpretativo, mientras que las fuentes fueron principalmente documentales, específicamente Códigos, leyes y proyectos de ley. VI Como resultado, se puede afirmar que el modelo gestión de las aguas en Chile mediante el mercado, no resguarda su naturaleza jurídica de bien público ya que, en la práctica, existe una supremacía del derecho de propiedad privada sobre el dominio público, protegiendo este último un bien superior con características de derechos humanos. Esto ocurre, porque el Estado carece de potestades suficientes para limitar el derecho de propiedad, incluso en su grado máximo, si se requiere para garantizar la asignación socialmente equitativa y la protección ambiental del recurso. Por tratarse de una limitación al contenido esencial del derecho de propiedad, esto debe establecerse expresamente en la Constitución, junto con establecer la naturaleza jurídica de bien público de todas las aguas. Palabras clave: bien público, derecho de aprovechamiento, mercado de aguas, uso efectivo y beneficioso

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / “la circunstancia que el marco legal existente en el país no necesariamente asegura que todos los aspectos técnicos estén cautelados, hacen surgir diferencias de apreciación entre los distintos actores que intervienen en la problemática de la explotación sustentable de las aguas subterráneas”. (Informe sobre Aguas Subterráneas. Conclusiones del Directorio. Comisión Especial de la Sociedad Chilena de Ingeniería Hidráulica, citado por Pablo Jaeger Cousiño en “Situación legal de la explotación de las aguas subterráneas” en ALHSUD) Desde un tiempo a esta fecha, a raíz de cambios culturales y sociales, por decisiones políticas, y, entre otras razones, por las características de la industria y la actividad económica chilena en general, la importancia de realizar una utilización racional, extensiva, planificada, y sustentable, de los recursos naturales ha sido tema de discusión y no pocos conflictos

La necesidad de regular la emisión de residuos a diferentes ambientes hídricos ha motivado el desarrollo de diversas normativas entre las que se destacan las desarrolladas para aguas subterráneas, particularmente el D.S. N° 46 de 2002 “Norma de Emisión de Residuos Líquidos a Aguas Subterráneas” en la cual se establece la necesidad de determinar la calidad natural ante la eventualidad de que se tenga una vulnerabilidad alta en la zona de infiltración. La falta de una metodología para dicho fin motiva el desarrollo de este trabajo de Tesis. Para desarrollar la metodología fue necesario conocer el contexto bajo el cual se determina la vulnerabilidad, así como también se estudió la metodología aplicada en Chile para su determinación, comprendiendo así el contexto general bajo el que se debe definir la calidad natural de un determinado lugar. Entendido esto último se definió el concepto de calidad natural, el cual corresponde a las características físicas y químicas que las aguas subterráneas adquieren producto de la interacción, tanto química como física, con el medio con el cual está en contacto, sin que las concentraciones de los más importantes cationes y aniones originados por las actividades antrópicas generen influencias perceptibles a los provenientes de las rocas o el suelo. A partir de lo anterior se desarrolló la metodología para determinar calidad natural, la cual se basó en diferentes esquemas internacionales estudiados y adaptados a las condiciones nacionales en relación a los niveles de información existentes, y que a partir de una serie de parámetros mínimos a monitorear y la recopilación de la información hidroquímica histórica, geológica e hidrogeológica y junto al catastro de las actividades antrópicas desarrolladas en el sitio de estudio definido para el caso, permite, utilizando una serie de criterios entre los cuales se destacan la preselección de muestras, valores límites para parámetros asociados a contaminación antrópica, entre otros, definir la calidad natural de un determinado lugar, lo cual se complementa con la incorporación de información más detallada, en términos geológicos, hidrogeológicos e hidroquímicos. Así mismo esta metodología tiene como objetivo adicional identificar los procesos involucrados en la hidroquímica natural del agua subterránea, lo cual se efectúa a partir de la medición de parámetros como Nitrato, Hierro, Oxígeno Disuelto, Potencial Redox, entre otros. Para analizar los alcances de la aplicación de la metodología a diferentes escalas y niveles de información, ésta fue aplicada en dos casos: el primero a nivel nacional, en el cual se hizo latente la inaplicabilidad de la metodología producto de que la información existente a estas escalas no es detallada o no existe, así como también se hizo presente la distribución espacial no homogénea de la red de monitoreo de calidad en ciertas regiones; no obstante lo anterior, sí fue posible analizar la distribución, por zonas, de los parámetros más importantes, comparándose con los valores normativos existentes, dando como resultado una tendencia general al cumplimiento de éstas. En el segundo caso, la metodología fue aplicada a un nivel de escala menor, particularmente en el acuífero de la cuenca del río Aconcagua, caso en el cual la metodología pudo ser aplicada con relativo éxito, dado que los niveles de información eran suficientes para determinar de forma cuantitativa los rangos máximos y mínimos de las concentraciones de una serie de parámetros, sin embargo, la falta de información más detallada no permitió identificar los probables procesos y las condiciones existentes en el acuífero, como tampoco identificar el origen real de la contaminación. A modo de síntesis, se puede afirmar que, a partir de las discusiones generadas en la aplicación de la metodología, se pudo establecer que la aplicabilidad de ésta depende de factores críticos como el nivel de información disponible para las escalas a las cuales se desee trabajar, ya sea geológica o hidrogeológica, contar con datos hidroquímicos históricos, monitoreo de parámetros asociados a los procesos que modifican la calidad de las aguas así como también de aquellos parámetros que permitan evaluar el grado de impacto antrópico existente en un determinado sitio. Finalmente, se realiza una serie de recomendaciones, las que apuntan fundamentalmente a una mejora de la red de monitoreo de calidad de aguas subterráneas existente y la incorporación de parámetros a los análisis que se realicen a las muestras de la red de calidad, entre otros.

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O presente trabalho consistiu em avaliar diferentes estratégias de operação de um reator UASB no tratamento de drenagem ácida de mina - DAM sintética. Foram testados dois reatores idênticos, sendo a operação deles diferenciada pela fonte de carbono, sendo etanol – RE e lactato – RL. As variações realizadas foram no pH afluente, alterando de 3,0 (fase I), para 3,5 (fase II) e 4,0 (fase III) e na relação DQO/Sulfato, sendo 2,0 nas três fases inicias e reduzida por meio da DQO para 1,5 (fase IV) e 0,8 (fase V). Para RE a variação de pH não ocasionou variações significativas, sendo os valores médios das fases I, II e III: pH efluente 5,03, remoções de DQO 34% e de sulfato 88%, produções de sulfeto 122 mg/L, de alcalinidade 101 mg/L, ácido acético 127,7 mg/L e de H2S 1,5 mmol/L. Já a redução de DQO causou uma menor atividade das BRS em RE, sendo que a remoção média de sulfato foi de 87% (fase III) para 58% (fase V), produção de sulfeto de 119 para 55 mg/L, de alcalinidade 105 para 38 mg/L, de ácido acético de 116 para 73 mg/L e H2S de 1,2 E-03 para 4,1 E-04 mol/L. A remoção de DQO, no entanto, apresentou um aumento de 29 para 48%, indicando que o consumo de etanol passou a ser realizado por um outro grupo que não as BRS. Como o sistema era tamponado pelo ácido acético, não houve variações significativas no pH efluente nas ultimas fases. Para RL as alterações tiveram efeito positivo ou indiferente estatisticamente, sendo que na fase I não havia atividade das BRS devido a prevalência da forma de ácido lático em pH muito ácido. As alterações para as demais fases (II, III, IV e V), tiveram, respectivamente, as seguintes respostas médias: pH: 4,6, 6,44, 7,15 e 7,66; remoção de DQO: 19, 33, 46 e 54%; remoção de sulfato: 58, 70, 90 e 84%; produção de sulfeto: 67, 87, 127 e 124 ug/L; produção de alcalinidade: 101, 266, 287 e 225 mg/L; ácido acético: 55,7, 129,8,137,7 e 34,1 mg/L. As concentrações de H2S sofrem influência do pH na determinação em sua fase de concentração, sendo medidas: 9,0E-04, 6,7E-03, 9,2E-04 e 8,9E-04, sendo que o “pulso”verificado na fase III foi devido ao pH. / This work consisted in an evaluation of an UASB reactor treating synthetic acid mine drainage by different operation strategies. Two identical reactors were tested, wherein their operation were differentiated by the carbon source, using ethanol – RE and lactate – RL. The variations were: affluent pH, varying from 3.0 (phase I), to 3.5 (phase II) and 4.0 (phase III) and in the COD/Sulfate ratio, being 2.0 in the three initials phases and reduced by COD variation to 1.5 (phase IV) and 0.8 (phase V). For RE pH changes didn’t cause big variations, wherein the average values of phases I, II and III are: effluent pH 5.03, COD removal 34%, sulfate removal 88%, production of sulfide 122 mg/L, alkalinity 101 mg/L, acetic acid 127.7 mg/L and H2S 1.5 E-03 mol/L. The COD reduction caused a lower SRB activity in RE, which average removal went from 87% (phase III) to 58% (phase V), production of sulfide from 119 to 55 mg/L, alkalinity from 105 to 38 mg/L, acetic acid from 116 to 73 mg/L and H2S from 1.2 E-03 to 4.1 E-04 mol/L. The COD removal, however, present a increase from 29 to 48%, indicating that another group, other than SRB, started to consumption ethanol. There was no significant variation of effluent pH on last phases because the system was buffered by acetic acid. For RL the modifications had a positive or neutral, statistically speaking, impact, since on phase I there was no SRB activity due prevalence of the lactic acid in very acid pH. The modifications to the other phases (II, III, IV and V), had, respectively, the following averages results: pH: 4.6, 6.44, 7.15 and 7.66; COD removal: 19, 33, 46 and 54%; sulfate removal: 58, 70, 90 and 84%; sulfide: 67, 87, 127 and 124 ug/L; alkalinity: 101, 266, 287 e 225 mg/L; acetic acid: 55.7, 129.8, 127.7 and 34.1 mg/L. The H2S concentrations are influenced by pH on the concentration form phase, being: 9.0 E-04, 6.7 E-03 and 8.9 E-04, in which the “pulse” observed in phase III was due to pH. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Arsênio é um dos contaminantes inorgânicos mais tóxicos conhecidos, mesmo em pequenas quantidades, e muitos problemas podem ocorrer com a exposição humana a ele. Assim, o uso de tecnologias adequadas e com baixo custo torna-se essencial para remover este contaminante do ambiente. A fitorremediação é uma técnica promissora que está ganhando maior atenção no meio científico, pois possui facilidade na implantação e resistência das plantas em capturar ou simplesmente neutralizar a ação de determinados compostos tóxicos da água, servindo como verdadeiros filtros “verdes”. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência da macrófita Lemna minor na remoção de arsênio, verificando a seletividade da planta para as espécies inorgânicas de arsênio (III e V) e avaliar o melhor tempo de remoção. Para os experimentos, plantas saudáveis (aproximadamente 0,5 g de biomassa fresca) foram selecionadas e transferidas para béqueres contendo diferentes concentrações de cada forma de arsênio (50; 100; 200; 300; 400 e 500 µg L-1), em solução nutriente Steinberg diluído (50%). As concentrações de As na água e na biomassa das plantas foram determinadas utilizando-se um Espectrômetro de Absorção Atômica em Chama, com geração de hiretos. Por meio da determinação de As (III) na solução contendo a Lemna minor por até 64 horas, observou-se uma queda gradativa do sinal de absorbância do As na solução até o período de 48 horas. Em todas as concentrações analisadas obtiveram percentagem de remoção maior que 50%, sendo crescente em comparação a concentração inicial. Lemna minor foi eficiente para remoção de As (III) em solução em todas as concentrações e nas condições estudadas tendo como maior taxa de remoção o período de 48 horas. Em sua biomassa seca percebeu-se maior acumulo de As nas maiores concentrações testadas, a remoção então é mais eficiente quando é exposta a concentrações maiores do contaminante. Já para o As (V) não houve eficiência de remoção da solução em todas as concentrações testadas e também a análise da biomassa seca dessas plantas demonstraram que não houve grande acumulo de As nos tecidos. Esse resultado demonstra um potencial seletivo da planta para a remoção de As (III), espécies mais tóxica, podendo ser empregada para a determinação/remoção seletiva de arsênio. / Arsenic is one of the most toxic known inorganic contaminants, even in small concentratios, and many problems can occur with human exposure to it. Thus, the use of suitable technologies and at low cost becomes essential to remove this contaminant from the environment. One promising technique is the phytoremediation that is gaining more attention in the scientific community once it has ease of deployment and resistance of plants to capture or simply neutralize the action of certain toxic compounds of water, serving as a true “green” filter. This study aims to evaluate the efficiency of the macrophyte Lemna minor on the removal of arsenic, verifying the selectivity of the plant to its inorganic species (As III and As V) and the best removal time. For the experiments, healthy plants (approximately 0,5 g fresh weight) were selected and transferred to beakers containing different concentrations of arsenic forms (50; 100; 200; 300; 400 and 500 μg L-1) in Steinberg diluted nutrient solution (50%). The concentrations in the water and plant biomass were determined using an Atomic Absorption Spectrometer for Flame, with hydrides generating. Through the determination of As (III) in the solution containing the Lemna minor up to 64 hours, there was a gradual decrease of the absorbance signal in the solution within 48 hours. At all concentrations tested removal rates obtained percentage than 50%, increased compared with the initial concentration. Lemna minor was effective for removal of As (III) of the solution at all concentrations and under the conditions studied as having greater removal rate in the 48 hour period. In its dry biomass was noticed highen accumulation of the highest concentrations tested, then the removal is more efficient when it is exposed to higher concentrations of the contaminant. As for the As (V) no removal solution efficiency in all tested concentrations and also analysis of the dried biomass of these plants showed no accumulation of high concentration in tissue. This result demonstrates a selective potential of the plant for the removal of As (III), the most toxic species can be employed to determine / selective removal of arsenic.

Este trabajo de investigación se orienta desde la Gerencia Social en la gestión que realiza la Empresa Prestadora de Servicio EPS Grau S.A. como responsable de la administración del servicio de saneamiento en las ciudades de Piura y Castilla; en la implementación de la política de saneamiento en el componente tratamiento de las aguas residuales y su disposición final, establecida en el Plan Nacional de Saneamiento 2006 – 2015, que plantea como meta que al año 2015 se debe contar con el 100% de las aguas residuales del ámbito urbano debidamente tratadas. Se identificó como problema “Dificultad de la EPS GRAU S.A para operativizar e implementar la política de saneamiento relacionada al tratamiento y disposición final de las aguas residuales de la ciudad de Piura y Castilla”; la finalidad de nuestra investigación es generar propuestas para mejorar la gestión de la EPS GRAU S.A en el tratamiento de las aguas residuales en la Ciudad de Piura y Castilla y en la disposición final de las mismas. Los resultados del trabajo de campo para las hipótesis o preguntas de investigación nos muestran los siguientes resultados que contribuyen a explicar el problema identificado: En el nivel de coherencia de los lineamientos de la política, entre el Plan Nacional de Saneamiento 2006-2015 y la normatividad relacionada como la Ley de Recursos Hídricos y Ley de Ambiente, existe un desfase; debido a que las metas se plantearon desde el año 2006 y los mecanismos normativos y técnicos recién se han implementado en los últimos años (2009-2010). El proceso de gestión que realiza la EPS Grau S.A. no se encuentra integrado, es decir tiene problemas para cumplir con el proceso técnico requerido para el tratamiento de las aguas residuales, asimismo la concertación e integración de esfuerzos con los demás actores decisores y la sociedad civil, para el cumplimiento del proceso técnico y por ende de la política de saneamiento es escasa. El proceso de concertación para afrontar los problemas de las plantas de tratamiento y disposición final, no ha permitido a la fecha contribuir en soluciones integrales y concretas; a pesar que la nueva normatividad lo exige. El grado de prioridad que se le otorga al tratamiento y disposición final de las aguas residuales es considerado en cuarto nivel; la escasa e inadecuada disponibilidad de recursos (económicos, físicos y humanos); y el trabajo en equipo donde existen condiciones que no se cumplen, como la capacidad de liderazgo, identificación con el objetivo y motivación del personal; forman parte del conjunto de características de la gestión que contribuyen a explicar el problema motivo de nuestra investigación. / Tesis

La actual gestión del agua de riego de las áreas verdes del distrito de Pueblo Libre representa un riesgo para la salud de las personas que acuden a los centros de recreación ahí ubicados debido a la inadecuada calidad del agua usada para este fin. Esta realidad constituye un problema para la sostenibilidad de las áreas verdes de zonas urbanas por su escasa disponibilidad. La presente tesis tiene como objetivo proponer alternativas de manejo del agua de riego de las áreas verdes adecuadas a la realidad de zonas costeras del Perú en la cual se encuentra ubicado el distrito de Pueblo Libre. Para alcanzar el objetivo planteado, se analizó la gestión hasta diciembre 2017 aplicando dos herramientas metodológicas. La primera implicó la caracterización cualitativa del agua de riego mediante un análisis exploratorio de su calidad. La segunda se basó en la aplicación del Enfoque Ecosistémico mediante una auditoría de cumplimiento de los requerimientos de este enfoque que involucró el cumplimiento de los principios de la gestión integrada de recursos hídricos (GIRH). La caracterización cualitativa demostró que la calidad del agua de riego de las áreas verdes en el distrito representa un riesgo para la salud de las personas por su elevada concentración de coliformes fecales y Escherichia coli, excediendo el ECA de agua, Categoría 3 hasta en cincuenta y cuatro veces lo permitido. Por otro lado, la auditoría con Enfoque Ecosistémico puso en evidencia las fallas de la actual gestión del agua para riego de áreas verdes en esta zona urbana, así como la débil implementación de la GIRH en el distrito. Finalmente, se exponen algunas alternativas y plataformas de trabajo para la mejora de la gestión de aguas urbanas. / The current water management for irrigation of green areas in the Municipality of Pueblo Libre represents a public health risk, specially, for people who arrives to the recreational areas where poor water quality is used for this purpose. Furthermore, the maintenance of green areas represents a sustainability problem due to scarcity of water availability. This thesis has the aim of proposing alternatives for water management for irrigation of green areas adapted to coastal zones where the Municipality of Pueblo Libre is located. In order to reach this aim, the water management was evaluated from July 2016 until December 2017 applying two methodological tools. The first one, related to qualitative characterization of water using a water quality exploratory analysis. The second one, based on the application of the Ecosystem Approach Methodology by means of a compliance audit of the requirements of this approach. This methodology also allowed the compliance evaluation of the requirements of Integrated Water Resource Management (IWRM). The results of the qualitative characterization showed that the water quality used for irrigation of green areas in the Pueblo Libre District represents a risk for public health due to high concentrations of fecal coliforms and Escherichia coli that exceed the ECA Agua - Categoría 3 Peruvian Standard (around fifty-four times the permitted concentration). On the other side, the audit with Ecosystem Approach showed the failures in water management for irrigation of green areas in this urban area, furthermore, the weak implementation of the IWRM in this district. Some alternatives and implemented working groups were showed to improve the water management in urban areas. / Tesis