Section 5

5. Evaluación de alternativas de tratamiento combinado y descarga
5.1 Las Alternativas
Se desarrollaron varias combinaciones de tratamiento y desinfección de aguas residuales y longitud del emisor en un esfuerzo para determinar la combinación óptima. La tabla 37 muestra estas combinaciones.
Tabla 37: Alternativas de Tratamiento y Disposición
5.2 Costos de las alternativas
La Tabla 38 contiene un resumen de los costos de las 24 alternativas de tratamiento y disposición.
5.3 Evaluaciones de Calidad de Agua
Los parámetros de calidad del agua estudiados para la elaboración de los modelos fueron los siguientes:
· Oxígeno disuelto
· Constituyentes conservativos (trazadores sin decaimiento)
· Algas
· Coliformes totales
· Coliformes fecales
El modelo de dilución inicial es una versión modificada del modelo para computadora RSB, recomendado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de América (USEPA). Parsons adaptó los algoritmos del modelo RSB para simular la serie dependiente del tiempo (corrientes variables, parámetros de calidad del agua, etc.) y para hacerlos coincidir de una manera más eficaz. El modelo modificado fue ampliamente probado y ha sido verificado en otro proyecto similar por contratistas independientes que trabajan para la USEPA.
Se logró una simulación hidrodinámica de descargas de aguas residuales usando el modelo RMA2, que resuelve la forma promedio de profundidad de las ecuaciones de flujo de agua poco profundas. El movimiento del agua es impulsado por las condiciones de borde (elevación de la superficie del agua o del caudal, o una combinación de ambos, en los límites abiertos). Las condiciones de borde límites pueden variar con el tiempo, lo que lleva a una simulación dinámica. Para este proyecto, el caudal a través de los límites norte y sur se determinó mediante extrapolación de las corrientes oceánicas medidas.
El modelo RMA-11 se utilizó para simular la calidad del agua que se recibe lejos de Lima para las diversas combinaciones de alternativas de tratamiento de aguas residuales y longitudes de emisor submarino indicadas en la Tabla 37. Con el modelo RMA-11, fue posible rastrear el destino de los materiales descargados a través del emisor submarino, incluyendo los constituyentes no conservativos (nitrógeno y fósforo en diferentes formas, oxígeno disuelto, DBO, algas, coliformes totales y coliformes fecales).
El modelo de calidad de agua proporciona estimados de concentración de las aguas recipientes en 8 puntos en las aguas fuera de Lima (véase la Figura 22):
· Playa Ventanilla · Isla San Lorenzo Norte
· Río Chillón · Isla San Lorenzo Sur
· Playa Oquendo · Miraflores
· Callao · Regatas
Se hizo una evaluación de las alternativas con respecto a su capacidad de cumplir las normas sobre coliformes fecales en las aguas recipientes (tanto las normas actuales como las futuras que puedan establecerse a fin de satisfacer los criterios prevalecientes internacionalmente aceptados), oxígeno disuelto y sólidos sedimentables. La Tabla 39 contiene un resumen de las normas de calidad del agua usadas para evaluar las alternativas (incluyendo el cumplimiento de las normas actuales y futuras).
Se prevé que con una dilución total de aproximadamente 98 a 1 (medida por los resultados de los modelos de la concentración de un trazador conservativo en el agua de mar en relación con la concentración en el efluente), el nivel de nitrógeno en el efluente no promoverá la florescencia de algas. Un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud obtendría una dilución de 98 a 1 en todas las estaciones del modelo con la rara excepción de la Estación 5, en donde el modelo indica una dilución mínima de 74 a 1. Esta baja tasa de dilución, debido a su breve presencia y a la dilución promedio de 1260 a 1 obtenida para un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud, no se espera que promueva la florescencia de algas. A medida que se reduce la longitud del emisor submarino, la dilución disminuye también, obteniéndose una dilución mínima de 7 a 1 en la Estación 3 con un emisor de 3 kilómetros de longitud.

1. Playa Ventanilla
2. Rio Chillon
3. Playa Oquendo
4. Callao
5. Isla San Lorenzo North
6. Isla San Lorenzo South
7. Miraflores
8. Regata







Tabla 39. Resumen de la Evaluación de las Alternativas de Tratamiento y de Disposición


Alternativa


Longitud del Emisor


Nivel de Tratamiento de las Aguas Residuales

Valor Actual (millones de US$)


Puntaje Ambiental
Cumple la Norma de Calidad del Agua

Estaciones en donde alcanza una Dilución del Trazador de 100:1
Coliformes fecales

Oxígeno Disuelto

Sólidos Sedimentables
Recreación por contacto
Cultivo de Mariscos (1)
Actual
Futura
Actual
Futura
1
3
Secundario
456.1
96
No
No
Sí
No
Sí
Sí
Ninguna
13
3
Secundario con cloración
473.0
97
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Ninguna
2
4
Secundario
468.9
96
No
No
No
No
Sí
Sí
Ninguna
14
4
Secundario con cloración
485.8
97
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Ninguna
3
5
Primario
216.6
111
No
No
No
No
No
Sí
Ninguna
15
5
Primario con cloración
282.6
96
Sí
Sí
Sí
Sí
No
Sí
Ninguna
7
5
Secundario
486.1
96
No
No
No
No
(2)
Sí
Ninguna
19
5
Secundario con cloración
503.0
97
Sí
Sí
Sí
Sí
(2)
Sí
Ninguna
4
6
Primario
227.1
111
No
No
No
No
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
16
6
Primario con cloración
293.1
96
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
8
6
Secundario
496.6
96
No
No
No
No
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
20
6
Secundario con cloración
513.5
97
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
11
7
Tamizado
232.5
105
No
No
Sí
Sí
(2)
No
Todas excepto 5, 6
23
7
Tamizado con cloración
298.5
87
Sí
Sí
Sí
Sí
(2)
No
Todas excepto 5, 6
5
7
Primario
244.4
111
Sí
Sí
Sí
No
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
17
7
Primario con cloración
310.4
96
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
9
7
Secundario
513.9
96
Sí
No
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
21
7
Secundario con cloración
530.8
97
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5, 6
6
8
Tamizado
249.8
105
Sí
No (3)
Sí
Sí
Sí
No
Todas excepto 5
18
8
Tamizado con cloración
315.8
87
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
No
Todas excepto 5
12
8
Primario
261.7
111
Sí
No (3)
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5
24
8
Primario con cloración
327.7
96
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5
10
8
Secundario
531.2
96
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5
22
8
Secundario con cloración
548.1
97
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Todas excepto 5

Se prevé que con una dilución total de aproximadamente 98 a 1 (medida por los resultados de los modelos de la concentración de un trazador conservativo en el agua de mar en relación con la concentración en el efluente), el nivel de nitrógeno en el efluente no promoverá la florescencia de algas. Un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud obtendría una dilución de 98 a 1 en todas las estaciones del modelo con la rara excepción de la Estación 5, en donde el modelo indica una dilución mínima de 74 a 1. Esta baja tasa de dilución, debido a su breve presencia y a la dilución promedio de 1260 a 1 obtenida para un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud, no se espera que promueva la florescencia de algas. A medida que se reduce la longitud del emisor submarino, la dilución disminuye también, obteniéndose una dilución mínima de 7 a 1 en la Estación 3 con un emisor de 3 kilómetros de longitud.
Las alternativas menos costosas que cumplen con la mayoría de las normas de calidad de las aguas receptoras son la Alternativa 6 (la cual implica el tratamientopreliminar con un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud) y la Alternativa 12 (que implica el tratamiento primario con un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud). Los resultados de los modelos indican que ninguna de las alternativas aseguraría el cumplimiento a cabalidad de las posibles normas futuras sobre contacto del agua con coliformes fecales en la Estación 5 (Isla San Lorenzo Norte) (media de 7 días de 400 MP/100 ml). Sin embargo, no se considera un serio problema debido a que esta zona no se presenta ni se presentará contacto con el agua. Debe notarse que a pesar que la Alternativa 6 no cumpliría con el criterio de calidad del agua en lo que respecta a sólidos sedimentables, es probable que el área afectada esté limitada ligeramente por encima de 1 km2 y los impactos no serían significativos.
Se podría satisfacer el criterio de sólidos sedimentables con un aumento (US$ 20 millones) en el valor actual, proporcionando un tratamiento primario en lugar del tamizado (Alternativa 12). El costo de capital de la Alternativa 12 es mayor en aproximadamente US$ 40 millones que la Alternativa 6; sin embargo, esta alternativa ofrecería ciertas ventajas significativas: recuperación de energía mediante la producción del gas del digestor, lodos estabilizados, potencial de reducción de malos olores y mayor calidad de las aguas receptoras. El proceso de tratamiento primario es también más manejable para un mejoramiento futuro, mediante adición de sustancias químicas, que el proceso de tamices.
Las alternativas que implican el tratamiento secundario de las aguas residuales, con o sin cloración, son sustancialmente más costosas que el sistema más simple que comprende un emisor submarino largo y el preliminar o el tratamiento primario. Más aún, existen impactos significativos relacionados con la cloración, incluyendo el aumento de los riesgos relacionados con la exposición al cloro de los trabajadores y el público, el creciente uso de sustancias químicas y la formación de compuestos orgánicos clorinados que son tóxicos a la vida marítima.
Las alternativas que contemplan emisores submarinos de menores longitudes también producen mayores concentraciones de coliformes en la Isla San Lorenzo Sur (Estación 6), que soporta una industria de cultivo de mariscos. Por ejemplo, para un tratamiento secundario con un emisor submarino de 4 kilómetros de longitud, si se aplican en la Estación 6 las futuras normas potenciales referidas a los mariscos (niveles de coliformes fecales menores de 43 NMP/100 ml en por lo menos 90 por ciento de las veces), tales niveles se excederían 34 por ciento de las veces. Igualmente, el tratamiento primario con un emisor submarino de 5 kilómetros de longitud haría que se infrinja la norma sobre coliformes fecales para la producción de mariscos 24 por ciento de las veces. El tratamiento preliminar con un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud no infringiría la norma sobre coliformes fecales en mariscos en la Estación 6.
5.4 El Sistema Recomendado
Basándonos en la evaluación antes descrita, Alternativa 12, tratamiento primario con un emisor submarino de 8 kilómetros de longitud, es recomendada como alternativa preferida que satisface la mayoría de requerimientos de calidad de las aguas rceptoras y proporciona los mayores beneficios ambientales al menor costo total. La Alternativa 12, si bien es más costosa que la Alternativa 6, resulta superior a la Alternativa 6 en términos de confiabilidad del tratamiento. Más aún, la Alternativa 12 podría modificarse de una manera relativamente fácil, de ser necesario, para proporcionar un tratamiento primario avanzado mediante la adición de alimentación de cloruro férrico y las instalaciones de almacenamiento químico. Esta recomendación se presentó a SEDAPAL en diciembre de 1999 en una carta-informe. SEDAPAL aprobó la alternativa recomendada y solicitó que el diseño preliminar también incluya las provisiones para el tratamiento preliminar avanzado utilizando químicos adicionales
Si bien, ni la Alternativa 12 ni la Alternativa 6 satisfacen todas las normas bacteriológicas y sobre calidad del agua, que un emisor submarino de mayor longitud no sea la solución debido a que: (1) el alargamiento del emisor submarino provocaría un aumento de los costos con una mejora relativamente pequeña de la calidad del agua, y (2) los resultados de los modelos indican que las violaciones de las normas sobre calidad del agua duran poco.