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2. EL ÁREA DE SERVICIO
2.1 Descripción del área de servicio
2.1.1 Cuencas de captación
El área de servicio es la zona norte de Lima Metropolitana que desagua en el río Rímac e ingresa al océano desde Costanero hacia el norte. Pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales sirve (o podrán servir en el futuro) zonas del área de servicio –principalmente en las zonas superiores de las cuencas de captación. La Tabla 1 contiene una lista de las cinco cuencas de captación.
Tabla 1: Cuencas de captación
Área
Nombre de la descarga
Área (ha)
A
Comas
7,600
B
Centenario
5,135
C
Costanero
4,100
D
No. 6
5,635
F
Boca Negra
480


22,950
Cada uno de los sistemas colectores existentes en las cinco cuencas de captación descarga en el océano en la línea litoral o cerca de ésta. La cuenca Costanero descarga unos 6 kilómetros al oeste del Callao. Las otras cuatro cuencas descargan en diferentes puntos entre 1 y 4 kilómetros al norte de la desembocadura del río Rímac. Las descargas de aguas residuales no están tratadas.
2.1.2 Topografía
La mayor parte del área de servicio desciende suavemente hacia el oeste y el sur hacia el río Rímac y el océano. Los límites corriente arriba de las cuencas de captación son los cerros que limitan la ciudad por el norte y el este. Al norte del río Rímac, el terreno se eleva gradualmente desde el nivel del mar; hacia el sudeste del Callao, las playas terminan en acantilados de unos 30 a 50 metros de altura. Desde la cima de estos acantilados, el terreno se eleva en dirección tierra adentro.
2.1.3 Suelos, geología y sismicidad
Los suelos en el área de servicio son el resultado de la frecuente inundación y erosión provocadas por los ríos Chillón y Rímac y se ven afectados por éstas. La capa superficial del suelo por lo general es delgada y debajo de ella se encuentran capas de arena limosa y pedregosa. Existen grandes áreas con conglomerados de arenisca tales como los cerros interiores y los acantilados del litoral al sudeste del Callao.
La zona costeña del Perú es un área sumamente sísmica asociada con la subducción de la placa de Nazca bajo toda la costa oeste de Sudamérica. Los grandes terremotos de 1940, 1966, 1970 y 1974 causaron enormes daños en el área metropolitana de Lima. Para un período de retorno de 100 años, se ha calculado aceleraciones máximas del terreno de 0.36 a 0.38 g para la costa inmediata frente a Lima (Referencia 7). Los arenosos suelos aluviales y deltaicos bajo las áreas costeras cercanas a Lima son susceptibles de licuefacción. Durante el terremoto de 1970 (de una magnitud aproximada de 8.7 grados), muchas partes de la ciudad experimentaron licuefacción.
En la sección 3.4 se desarrollan las consideraciones geológicas marinas y geotécnicas.
2.1.4 Clima
El clima del área metropolitana de Lima es moderado y árido. Las temperaturas promedio varían desde 14°C durante el invierno (julio a setiembre) hasta 28°C en verano (diciembre a marzo). Hay muy poca lluvia: la precipitación anual promedio es de menos de 20 mm.
2.1.5 Ambiente marino
El fondo oceánico de la zona sublitoral externa de Oquendo es relativamente plano, uniforme y está compuesto principalmente de arena y limo. En los primeros 3.5 kilómetros de la playa, la profundidad alcanza los 10 metros y la inclinación promedio es de aproximadamente 0.3 por ciento. De allí hasta 10 kilómetros desde la orilla (aproximadamente 60 metros de profundidad), la inclinación promedio es de menos de 0.1 por ciento.
La temperatura del agua en el área varía a lo largo del año de 15° a 16° en la superficie y de 14° a 15°C en el fondo. La salinidad del agua, especialmente cerca a la superficie, puede verse muy afectada por la descarga del río Rímac, cuya desembocadura está a unos 3 kilómetros al sur de Oquendo.
El estudio de impacto ambiental realizado en 1997 para los Emisores de Oquendo y La Chira (Referencia 6) contiene una descripción exhaustiva de los recursos biológicos en las aguas marinas fuera de Lima. El informe describe lo siguiente: plancton, peces, comunidades bénticas, comunidades intermareales y comunidades sensibles (operaciones de maricultura y áreas en donde habitan los leones marinos).
Véase la Sección 3.1 para descripciones más detalladas sobre el ambiente marino.
2.2 Población, flujos actuales y flujos proyectados de aguas residuales
Los flujos promedio de aguas residuales que se usarán en el diseño de la planta de tratamiento Norte de la ciudad de Lima se basan en el Estudio de Prefactibilidad de 1995 y en la revisión del trabajo realizado para y por SEDAPAL desde que se concluyera el Informe de Prefactibilidad. Luego de la evaluación de las proyecciones de flujos contenidas en otros informes preparados para SEDAPAL, se acordó utilizar los resultados del estudio de 1995.
En la Sección 4.1.2 se describen las tasas punta de flujo de aguas servidas usadas en la planificación preliminar.
Las proyecciones de flujo de aguas residuales desarrolladas para el Informe de Prefactibilidad estuvieron basadas principalmente en anáilisis y proyecciones de consumo de agua preparados por SEDAPAL en 1993. Estas proyecciones fueron realizadas mediante los análisis distrito por distrito de la demanda y consumo de agua doméstica, no doméstica, proyecciones del uso de tierras y servicio, pérdida de aguas y reducciones programadas de aquellas pérdidas, etc. Durante el Estudio de Prefactibilidad, el trabajo de SEDAPAL fue revisado cuidadosamente. Luego de obtenerse una población y proyecciones unitarias satisfactorias del consumo de agua para cada distrito sobre el período de estudio, se aplicó un factor de 0.8 para calcular los flujos proyectados de aguas residuales de cada distrito (esto hace suponer que los flujos de desagüe de fuentes no domésticas, comerciales, industriales, institucionales, etc. podrían equivaler al 80 por ciento del uso de agua no doméstico respectivo).

2.3 Características de las Aguas Residuales
2.3.1 Características de las Aguas Residuales
La Tabla 3 muestra los resultados promedio de la calidad de aguas residuales y el programa de medición de caudal de las 4 cuencas consideradas las más importantes. Las concentraciones medias son concentraciones medias de flujo. La tabla muestra además las cargas estimadas para los parámetros químicos (en toneladas por día) para el caudal promedio combinado estimado en 1995 (10.35 m3/s) y para el caudal promedio de diseño 14.9 m3/s.
En general, el promedio de los constituyentes de concentración en aguas residuales es consistente con aquellas aguas residuales domésticas normales con la excepción de algunos metales. Estos son discutidos en Apéndice A.
Las concentraciones presentadas en la Tabla 4 fueron desarrolladas desde Tabla 3 para fines del diseño preliminar y representación de los niveles que pudieran ser esperados en las aguas residuales no tratadas que llegan a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales al norte de Lima.
2.3.2 Metales en las Aguas Residuales No Tratadas
Los metales “problema” encontrados en el programa de muestreo de aguas residuales conducido en 1995 (Referencia 1) fueron: arsénico, cadmio, zinc, cobre, cromo, mercurio, níquel, plata, plomo. La medida de las concentraciones encontradas en cada una de las 4 descargass existentes sometidas a prueba se muestra en la Tabla 5. La Tabla 5 muestra además las concentraciones máximas encontradas durante el programa de muestreo y los colectores de donde se tomaron estas muestras.
No se han identificado las fuentes de las concentraciones relativamente altas de metales, particularmente en las descargas Comas y No. 6 y en los colectores No. 19 y Argentina. Se podría obtener presencia de metales por las descargas industriales, infiltraciones de aguas subterráneas o por los altos niveles en el abastecimiento de aguas. Un programa de monitoreo detallado será necesario previo al diseño final de la planta de tratamiento para determinar la fuente de metales; asimismo, la implementación de un programa efectivo de control de residuos industriales será necesario.
2.3.3 Programa de Monitoreo de Aguas Residuales
Una rutina de monitoreo en todos los aspectos del sistema de manejo de aguas residuales es esencial para que este opere eficientemente. Monitorear la calidad de las aguas residuales y los caudales es una parte importante del programa general de monitoreo. Los datos obtenidos del monitoreo de aguas residuales son necesarios para los siguientes aspectos del manejo del sistema de desagüe:
· Eficiente Operación de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales
· Evaluación de los posibles efectos adversos de las descargas del efluente en el ambiente receptor
· Análisis de la capacidad y otros problemas actuales o potenciales en el sistema de recolección
· Planificación de futuras expansiones
El monitoreo de aguas residuales es además un elemento esencial del programa de control de desechos industriales.
2.3.3.1 Tratamiento de Aguas Residuales
Toda planta de tratamiento debe tener por lo menos un medidor de caudal de registro continuo para medir el caudal total que ingresa a la planta. Se requerirá de medidores de caudal adicionales dentro de la planta para monitorear el caudal en las unidades de proceso individuales (dependiendo de los procesos de tratamiento utilizados).
La línea del afluente o cámara deberá ser equipada con un analizador de vapor de hidrocarburo de operación continua operativo conectado a una alarma para alertar sobre concentraciones excesivas de gasolina u otro hidrocarburo inflamable que ingrese a la planta.
Los parámetros de calidad de aguas residuales que deberán ser monitoreados para un control operacional son dependientes en el proceso de tratamiento seleccionado. La frecuencia de toma de muestras debe ser determinada con la experiencia según la variabilidad de concentraciones en el afluente. Como un mínimo absoluto, las muestras deberán ser tomadas dos veces por día: durante los períodos de caudal máximo y una en períodos de caudal mínimo.
2.3.3.2 Calidad del Efluente
La calidad del efluente de la planta necesita ser controlada regularmente para proveer información para la evaluación de posibles efectos ambientales de las descargas del emisor. Los parámetros básicos a ser medidos incluyen los siguientes:
· pH
· Bacteria de coliforme total y fecal
· Oxígeno disuelto
· Demanda bioquímica de oxígeno
· Sólidos suspendidos y asentables
· Grasas y aceites
· Nitrógeno total
· Total fósforo
· Metales (arsénico, cadmio, zinc, cobre, cromo, níquel, plata, y plomo)
· Compuestos orgánicos tóxicos
Los cinco primeros parámetros listados anteriormente deberán ser medidos diariamente. El resto puede ser medido semanal o mensualmente dependiendo de la variación.
La información obtenida de dicho monitoreo (particularmente si se encuentra acoplada con un monitoreo regular de calidad de agua en las playas y cercanas al emisor) respaldará los análisis de efectos ambientales y el planeamiento de las futuras modificaciones del sistema de manejo de las aguas residuales.

2.3.3.3 Monitoreo del Sistema de Recolección
Los Objetivos de controlar el caudal y la calidad de las aguas residuales en el sistema de recolección son principalmente el de determinar problemas presentes y potenciales de la capacidad, para prevenir descargas o desechos industriales no controlados, y proveer datos para futuras modificaciones de los sistemas de tratamiento y recolección. No es posible planificar un programa específico de monitoreo sin estudios de preparación e información detallada sobre los presentes programas de control de residuos industriales de SEDAPAL y de sus reciente trabajo de recolección de datos. Los párrafos siguientes discuten los conceptos y procedimientos generales para el monitoreo del sistema de recolección.
2.3.3.3.1 Caudal de Aguas Residuales
El control del caudal deberá ser planificado en conjunto con el análisis de la población y de la densidad de la población en las cuencas de drenaje de las áreas de servicio. Debería incluso existir un inventario de los puntos de fuentes de descarga de aguas residuales tales como de instituciones (colegios, oficinas, edificios, hospitales, industrias, etc.). Estos datos ayudarán en la estimación de los caudales de aguas residuales esperados en cualquier punto del área servida grandes diferencias entre los caudales estimados y los caudales medidos pueden resaltar errores en las hipótesis de planificación o en las condiciones actuales que necesitan investigarse.
El nivel de esfuerzo para el monitoreo de caudales deberá concentrarse en las áreas con problemas de capacidad presentes y potenciales. Registros automáticos de caudales deberán ser operados durante por lo menos 24 horas en una localidad dada. Esto es particularmente importante en áreas industriales, donde grandes caudales deben ser descargados durante la noche en períodos de bajo caudal.
Una gran cantidad de esfuerzo y costos se gastarán en la primera parte del programa de monitoreo de caudales cuando la información básica de la capacidad del sistema sea obtenida. Más adelante en el programa, el análisis de la información permitirá un uso más racional de los esfuerzos y una reducción de costos.
2.3.3.3.2 Calidad de Aguas Residuales
Los constituyentes de las aguas residuales que deberán ser controlados en el sistema de recolección dependen de los objetivos del monitoreo. En áreas donde el agua residual proviene principalmente de fuentes domésticas, los constituyentes que deberán ser monitoreados regularmente son relativamente pocos: temperatura, pH, demanda bioquímica de oxígeno, y sólidos suspendidos. Esta información es muy útil para la planificación e identificación de las condiciones cambiantes. Ocasionalmente se deberán realizar análisis (físicos, químicos, bacteriológicos y de parásitos intestinales), para asegurar que no estén ocurriendo descargas inusuales.
En áreas que reciben desechos industriales, los requerimientos de monitoreo son mayores. Los constituyentes a ser monitoreados incluyen a aquellos listados a continuación para desagüe doméstico y otros que dependerán del tipo de industrias contribuyentes al sistema de recolección. Los constituyentes adicionales podrían incluir los siguientes:
· Demanda química de oxígeno
· Total de Carbono orgánico
· Varias formas de nitrógeno
· Metales
· Constituyentes halógenos clorados
· Solventes Orgánicos
· Toxicidad (medida por bioensayo)
En la planificación del programa de muestreo, se deberá hacer un compromiso entre la toma de algunas muestras aguas abajo del sistema recolector y la toma de muestras en los puntos aguas arriba. Las muestras de aguas abajo deben ser lejanas a la fuente y, en consecuencia los constituyentes particulares deben estar mas diluidos. Las muestras aguas arriba estarán más cercanas a la fuente, pero requerirán de mas puntos de muestreo. Sin embargo, si se encuentran concentraciones tóxicas o químicos nocivos, se deberá concentrar los esfuerzos para obtener muestras en puntos corriente arriba hasta localizar e identificar a la fuente.
El aspecto más importante de la planificación del programa de muestreo es el mantenerlo flexible. Los datos del monitoreo deberán ser analizados inmediatamente, y los resultados de dichos análisis deberán ser usados, donde sea apropiado, para modificar el programa y mejorar su efectividad.
2.3.3.3.3 Otro Monitoreo
Algunos de los más efectivos monitoreos resultán de la observación e inspección de campo. Inspectores experimentados pueden normalmente determinar si ha habido algún cambio observando el flujo de aguas residuales en los desagües. Los cambios de color y olor, aparición de espumas inusuales, o materiales inusuales flotando en el desagüe pueden indicar condiciones nuevas que necesiten ser investigadas. Las playas y orillas de los ríos deberán ser inspeccionadas regularmente para detectar descargas nuevas y posiblemente ilegales.