2009

Autores: Renée M. Condori Apaza

Nancy Orihuela Ordoñez

Ulises Gordillo Zapana

Consuelo E. Orihuela Abarca

Lenin Orihuela Ordoñez

ABI - UNSA

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS EN AREQUIPA – 2009.

ANTEPROYECTO REGIONAL

PROYECTO REGIONAL

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

SERVIDAS EN AREQUIPA – 2009

1. Resumen

El agua es el líquido elemento de la vida y principal fuente en la cual se basa la supervivencia

humana. Además de sostener la vida, el agua dulce limpia es necesaria para la higiene personal

(baño, dientes, etc), el riego, la Industria y la recreación. Los seres humanos la utilizan en la

agricultura, para hacer crecer sus cultivos tanto como para enfriar reactores industriales o recreación

(navegar, pescar etc.).

El rió Chili atraviesa la ciudad de Arequipa; debido a esto los distritos aledaños vierten efluentes

contaminantes en el río y/o arroyos sin ser tratados, además y especialmente por la descarga del

90% de aguas servidas al Rio Chili; causando graves problemas ambientales y de salud para las

poblaciones que usan estas aguas, por lo se encuentra en grave situación de contaminación

ambiental.

Hasta ahora, no existe un método eficaz y económico para el tratamiento de estos problemas; se han

intentado mitigar los graves daños a través de proyectos como el de Chilpinilla pero no es suficiente

pues solo mitiga el daño mas no lo previene, lo que la empresa Microwave Technologies

Incorporated (MTI) propone es el uso de una nueva tecnología que nos permita evitar la

contaminación del Rio Chili con aguas servidas provenientes de las alcantarillas de la ciudad a través

del uso de una Planta de Acelerador de Electrones para Tratamiento de Aguas Servidas: Las

plantas de tratamiento de aguas residuales de MTI están diseñadas para poder remediar una amplia

gama de problemas de aguas residuales. Haciendo uso de la tecnología de irradiación con un haz de

electrones, el sistema desinfecta las aguas servidas, eliminando de manera efectiva los coliformes,

microorganismos infecciosos e incluyendo el E. coli (Bacterias).

Por lo que se propone la Implementación de una planta piloto que permite verificar in situ (un

colector determinado por los especialistas de la Gerencia Regional Arequipa (GRA-SEDAPAR) las

bondades de esta planta, es decir probar que El agua residual tratada es tan limpia, que cumple los

más estrictos requisitos internacionales para el descargo de estas aguas directamente en cuerpos

de agua como ríos y océanos. La calidad del agua tratada cumple con las legislaciones y requisitos

ambientales de los gobiernos locales.

2. Antecedentes y justificación

2.1 Situación actual

En la ciudad de Arequipa existen varios emisores los cuales coleccionan las aguas residuales de los

diferentes distritos de Arequipa. Estos emisores son [SEDAPAR,2007]:

Arancota : 110 lit/seg

Alata :.736 lit/seg

Tiabaya : 8 lit/seg.

Huaranguillo : 120. lit/seg

Congata : 7 lit/seg

Sabandia : 3 lit/seg

Diferentes análisis químico-biológicos de estas aguas han mostrado que el nivel de contaminación de

estas aguas residuales sobrepasa el nivel permisible fijado por la EPA (Agencia de Protección del

Medio Ambiente) de la USA. En la tabla #1 se muestra resultados típicos de análisis de agua

efectuados en los colectores más importantes de Arequipa.

Tabla # 1

EMISOR Arancota Alata Huaranguillo Chilpina Límite Máximo

Permisible

Método de

Referencia

Solidos totales en

suspensión (mg/L) 212 188 294 272 50 SM 2540D

Fosforo Total mg/L 8.83 11.28 14.03 13.08 2 EPA 365.3

N-Amoniacal mg/L 31 40 62.5 43.25 10 SM4500NH3F

DBO5 mg/L 420 450 945 490 15 EPA 405.1

Cromo Total 0.01 0.127 1.523 0.023 0.1 EPA 200.7

Hierro Total 0.6 0.8 2.001 1.1 1.0 EPA 200.7

Coliformes Fecales

NMP/100ml 3.5 E8 4.9E7 3.3E7 4.9 E7 1.0 E3 SM.9221E.1

Coliformes Totales

NPM/100ml 4.9E8 4.6E7 3.3E8 4.9E7 5.0 E3 SM.9221B

Además de estos existe otras fuentes de contaminación, la Escuela de Policias que vierte sus

efluentes directamente al rió Chili; a la altura de Charcani V llegando a tener estas aguas un pH de

8.5 – 9; los residuos sólidos vertidos a la orilla del Chili tal como se muestra en las fotos:

Contaminación del Rió Chili (aguas debajo de la Escuela de Policías)

Contaminación del Rio Chili en Puente bajo Grau

Aguas arriba, EGASA desarrolla una constante labor para la conservación y buen uso de las aguas

del río Chili a través de acciones consistentes en limpieza del cauce en la zona de influencia de la

Empresa, control de efluentes líquidos para tomar acciones tendientes a prevenir la contaminación de

las aguas, monitoreos recurrentes a cargo de empresas especialistas en control de medio ambiente y

ecología, así como la construcción y mantenimiento de taludes a lo largo de su discurrir entre nuestra

Central Hidroeléctrica Charcani V y la Central Térmica de Chilina, entre otras[EGASA, 2002]

Un caudal de 1136 l/s de aguas residuales (SUNASS-SEDAPAR)recolectado mediante la red de

alcantarillado es descargado directamente al río Chili, recurso hídrico que es usado aguas abajo para

el abastecimiento de otros poblados para consumo humano, regadío

Los agricultores que utilizan las aguas debajo de la ciudad fueron afectados por una dotación de

agua para el riego contaminada ya que el crecimiento poblacional de la región es de 6.2

incrementado el volumen de efluentes vertidos y por ende los productos agrícolas obtenidos en los

campos irrigados con las aguas del río contaminadas con los desagües de la ciudad tienen un alto

grado de contaminación con patógenos humanos.

Las autoridades de Arequipa detectaron un incremento de los casos de enfermedades diarreicas en la

población infantil, debido al consumo de alimentos contaminados, llegando a una situación extrema

durante la epidemia del cólera en 1992, la EDA (ENFERMEDAD DIARREICA AGUDA ) Es una

enfermedad infectocontagiosa que se caracteriza por presentar deposiciones suaves o líquidas mayor

que lo normal, es decir puede ser de 3 a mas veces al día pueden ser ( Diarrea: 3 o más deposiciones

por día, Aguda: duración hasta 14 días, Persistente: mayor de 14 días). La Diarrea aguda acuosa

(90-95% casos), Disentería (5-10% casos).

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación – 2006,

cada año se arrojan a ríos, mares y lagos 450 millones de metros cúbicos de aguas servidas; en

el Perú 78% se vierten sin tratar; en América Latina y El Caribe 86% aguas residuales se

vierten directamente o se vuelve a usar en la agricultura.

Las medidas destinadas a mejorar la calidad del agua potable y el saneamiento mejoran

significativamente la salud de las personas. En el Perú (2007) el 55,6% tuvo acceso al saneamiento,

el 22%, del agua residual es tratada, 6% tiene un tratamiento aceptable y 78% sin tratar.

¿Dónde están los agentes?

ENFERMEDADES AGENTES RIESGO

Cólera Vibrio cholerae Agua contaminada o sin hervir o sin cloro,

presente en aguas residuales.

Salmonelosis Salmonellas Camales avícolas que vierten sus aguas

residuales a la red pública o a ríos.

Gastroenterocolitis

diversas

Campylobacter Escherichia coli

Agua potable contaminada con aguas

residuales, verduras regadas con aguas

servidas.

Disenteria Shigella

Verduras regadas con aguas servidas, frutas

lavadas con agua contaminada, refrescos a

base de agua cruda o manos sucias

(contaminadas con la bacteria).

Vigilancia centinela de enteropatógenos que causan enfermedad diarreica en menores de cinco

años 2004-2006.

ENFERMEDADES AGENTES RIESGO

Criptosporidiosis Criptosporidium

Transmisión fecal-oral, por agua o

verduras o alimentos contaminados, en

aguas residuales.

Ascariasis Ascaris

lumbricoides

Transmisión fecal-oral, ingestión de

huevos adheridos a verduras regadas con

aguas residuales.

Giardiasis Giardia lamblia

Transmisión fecal-oral, ingestión de

quistes adheridos a verduras regadas con

aguas servidas.

Ascaris lumbricoides oocito Cryptosporidium

“… el agua sucia causa diarrea, que mata a 1,8 millones de personas en el mundo…” 1,6

millones son menores de 5 años 42% de la carga de enfermedad OMS 2004 – Atlas por riesgos

ambientales

un gramo de aguas servidas tiene 10 millones de virus

1 millón de bacterias

mil quistes de parásitos

cien huevos de helmintos

Incidencia de enfermedades diarreicas y disentería - Perú 1999-2008

Invertir en saneamiento es invertir en salud pública por cada dólar que se invierte en saneamiento, se

pueden ahorrar 9 dólares en los costos que representaría recuperar la salud y proteger el medio

ambiente OMS.

- Frente a la situación descrita, el Ministerio de Salud prohibió el uso de las aguas residuales sin

tratamiento, a fin de controlar los serios problemas sanitarios; sin embargo, algunos agricultores

continuaron cultivando hortalizas regadas con algunos desagües que llegaban directamente a sus

parcelas, ya que pudieron comprobar que este riego mejoraba significativamente su producción. Por

lo que no se cultiva hortalizas de tallo corto, solo de tallo largo.

- También la empresa de agua, ha sido inducida a implementar un sistema de tratamiento, la

SUNASS ha considerado el incremento del índice en el tratamiento de aguas servidas que hoy

registra Arequipa Metropolitana 120 litros por segundo. De acuerdo al plan de inversiones, este

índice podría incrementarse a 1.167 litros por segundo si entrara en operación la Planta de

Tratamiento de Aguas Servidas Pampa Estrella,

- Las difíciles condiciones de vida del agricultor andino, sumado al centralismo de las ciudades

costeras, han originado un proceso migratorio muy intenso, que ha impactado también a la

ciudad de Arequipa la cual ha visto crecer su población 1.5% (y se estima que la tasa de

crecimiento del 2010 al 2015 será de 1.3%)

Tabla 1. Situación actual de las aguas residuales en Perú – información general por grupo de ciudades

Categoría

de las

ciudades

Tamaño de población Número

de

ciudades

Población

urbana

Dotación de

agua potable

Población servida con

red de alcantarillado

Agua residual con

tratamiento

Área agrícola regada (ha) con

agua residual

(miles habitantes) (miles hab.) l/hab/día (%) (%) Tratada Sin tratar

Muy pequeña De 2 a 10 724 3,136.1 260 55.4 5.6 2,200 3,566

Pequeña De 10 a 100 212 7,154.5 200 68.7 6.2 1,200

Intermedia De 100 a 1,000 15 5,268.8 150 83.2 15.8

Grande Mayor de 1,000 2 3,246.7 180 75.1 7.8 220

TOTAL 953 18,806.1 193 71.6 9.1 2,420 4,766

Tabla 2. Inventario de alcantarillado, tratamiento y uso de aguas residuales en todas las ciudades del Perú

Nro.

Nombre de la ciudad

Estado Población urbana (miles)

Disposición final Planta de tratamiento de agua residual

Datos del efluente de la planta Uso agrícola del agua residual Fuente de la

información

( Institución Nacional) Provincia Lugar Caudal

(l/s) Nombre Tipo de

tecnología Superficie

(m2)

Calidad (CF/100ml)

Lugar de disposición

Caudal (l/s)

Tipo de cultivo

Superficie (ha)

Caudal (l/s)

1 AREQUIPA AREQUI

PA

210.0 Trata 386 CHILPIN

A

FB 24,000 1.00E+05 Agri 386 Varios 270 270

2 Tacna 208.1 Trata LaFa 204,000 4.00E+06 Agri 280 Maíz

forrajero

864 280 EPS - Tacna

3 ICA ICA 120.9 Trata 213 CAHICH

E

LaAn/La

Ae

128,000 Agri Algodón

y maíz

100 170 EMAPICA

4 CHINCHA ICA 53.3 Trata PEDREGAL

LaAn/LaAe

22,400 Agri Algodón y maíz (Extraoficial)

5 NASCA ICA 35.5 Trata 57 PANGAR

AVI

LaAn 13,828 Agri 30 Algodó

n y

maíz

120 30 EMAPAVIGSSA

6 TINGUIÑA ICA 31.6 Trata 8 SANTA

ROS

LaAe 15,000 Agri Algodó

n

SEMAPA

2.2 Situación de Aguas Servidas a nivel nacional

Según el Instituto Nacional de Estadística e Informática del Perú (INEI), en el último censo de 1998

el 54.1% de la población nacional estaba conectada a las redes de alcantarillado, entonces 65.2% de

la población arequipeña tiene servicios pero sólo las aguas residuales de la Planta de Chilpinilla

tienen algún tipo de tratamiento. Asimismo, se han detectado 25,044.41 Has agrícolas regadas con

aguas residuales tratadas (planta de chilpina) y no tratadas debido a que existen otros puntos donde

se vierten las aguas sin tratar

La tabla 2 muestra los principales datos del caso de la ciudad de Arequipa, dentro de las 953

ciudades registradas en el Perú.

Inventario de alcantarillado, tratamiento y uso de aguas residuales en todas las ciudades del

Perú [cepis, 2002]

Nos dice que el Perú tiene 953 ciudades que son abastecidas con 42 m3/s de agua potable y generan

30 m3/s de desagües; sin embargo, 127 cuentan con plantas de tratamiento para tratar sólo 2.7 m3/s.

Por tanto, la implementación de proyectos integrados de tratamiento y uso de las aguas residuales

permitirían viabilizar el tratamiento de los 27.3 m3/s de los desagües generados por las otras 826

ciudades y aprovechar los efluentes para el riego de alrededor de 30,000 ha agrícolas. Ello también

significa manejar el riesgo a la salud pública que actualmente representa las 4,700 ha regadas con

aguas residuales sin tratar, además de incorporar otras 22,800 ha nuevas.

3. Objetivo

Tratar las aguas servidas domésticas de la ciudad de Arequipa para su posterior uso en el riego de

parcelas agrícolas y forestales y el abastecimiento de agua de poblados pequeños, de manera

eficiente y eficaz es decir eliminar la contaminación del río Chili, mejorar la salud de la población.

4. Descripción general del área de estudio

4.1 Departamento Arequipa

4.2 Ubicación geográfica

El departamento de Arequipa se localiza en la zona sur occidental del territorio peruano limitando

por el norte con los departamentos de Ayacucho y Apurímac, por el sur con Moquegua, por el este

con Cusco y Puno y por el oeste con el Océano Pacifico.

Tiene una superficie territorial 63,345.39 kilómetros cuadrados (incluye 1.46 Km de superficie

insular Oceánica), equivale a 4.9% de la superficie nacional, y sólo el 2 por ciento de esta área es

cultivable. Asimismo se considera parte del territorio la superficie insular oceánica de 1.48

Kilómetros cuadrados. El departamento de Arequipa está constituido por 8 provincias y 108 distritos

[INEI, 2007]

Figura 1. Ubicación del PERÚ en el mundo Figura 2. Ubicación de la ciudad de Arequipa, PERÚ

Figura 3. Ubicación de la ciudad de Arequipa. Figura 4. Ubicación del Rio Chili en Arequipa, PERÚ

4.3 Clima

El clima en el departamento de Arequipa es variable, por efecto de la presencia de cordilleras y

nevados y corriente marina (superficie insular oceánica) posee casi todas las variedades

climatológicas que se presentan en el Perú, dependiendo de la región natural que se trate. En la Costa

es templado y nuboso con gran aridez, lo que permite la existencia de desiertos que sólo se

interrumpen por los valles que forman los ríos cuyas aguas llegan desde la región interandina. En la

Sierra con la altitud, el clima varía y deviene en templado: en altitudes por encima de 1000 a 1500

metros hasta aproximadamente los 2500 y 3000 metros. La aridez disminuye por las lluvias

estaciónales que caen anualmente. Con la altitud, el clima va acentuado las temperaturas bajas y el

clima entonces es frío, muy seco, con fuertes variaciones de temperatura entre el día y la noche

frecuencia de heladas, presencia de hielo y granizo, etc. Se trata de un clima frío de alta montaña

cuyas características se acentúan notablemente debido a la sequedad de la atmósfera.

Existen también numerosas cumbres nevadas (volcánicos que emergen por encima de las mesetas

formando nevados como el Misti, Chachani , Ampato, Mismi, Solimana y Coropuna.) donde el hielo

y las nieves persisten a lo largo de todo el año, es la zona de clima glaciar, donde las temperaturas

son constantemente negativas. Las precipitaciones varían igualmente en forma considerable, es casi

nula en algunas zonas del desierto costanero y sobrepasan los 700 mm. Anuales en la zona de alta

montaña como Caylloma Ymata, etc. [INEI, 2007].

4.4 Características de la cuenca

El rió Chili cruza la ciudad de Arequipa, este rió resulta de vital importancia para Arequipa, pues no

sólo ha sido y es fuente principal de agua para su agricultura y el abastecimiento de su población;

sino que es también un recurso imprescindible para la generación eléctrica, la minería y la industria

de la provincia, además de ser el factor predominante de la subsistencia ecológica del valle.

La ciudad de Arequipa se ha desarrollado en el valle del río Chili, el cual está ubicado en el sur del

Perú y forma parte de la vertiente del Pacífico. Sus coordenadas geográficas están comprendidas

entre los paralelos 15º13'51'' y 16º57'06'' latitud sur y los meridianos 70º48'15'' y 72º24'57'' longitud

oeste. Limita por el norte con las cuencas de los ríos Camaná y Colca, por el sur con el Océano

Pacífico y la cuenca del río Tambo, por el este con la cuenca del río Tambo, y por el oeste con la

cuenca del río Camaná. El Distrito de Riego se encuentra entre las cotas que oscilan entre los 800

m.s.n.m. y los 6,000 m.n.s.m.

El área total del Distrito de Riego es 11,280.59 Km2 y comprende las cuencas de los ríos Andamayo,

Chili Alta, Chili Baja, Chili Media, El Fraile, Mollebaya, Salinas, Vitor, Yarabamba y Yura.[Inrena,

2007].

La cuenca del Chili y la del rio Colca pertenecen a la hoya Hidrográfica del Pacifico en la Costa Sur

del Perú.

El rio Chili desde nacimiento, adopta diferentes nombres conforme avanza su recorrido;

inicialmente toma el nombre de rio Sumbay y al unirse con rio Blanco, afluente por la margen

izquierda, recibe el nombre de rio Chili. Aguas debajo de la ciudad de AQP se une al rio Yura

formando el rió Vitor el cual a su vez se une con el Siguas y forma el Quilca que descarga sus aguas

al océano Pacifico

Digesa Presento La evaluación de riesgos anual 2008:

Arsénico, cadmio, cobre, cromo, plomo y zinc: En todas las estaciones de monitoreo los

parámetros As, Cd, Cu, Cr, Pb y Zn presentan bajo riesgo de contaminación.

Coliformes totales y coliformes termotolerantes: En la mayoría de estaciones de

monitoreo existe alto riesgo de contaminación para los coliformes totales y coliformes

termotolerantes; sin embargo, en las estaciones E-01 (Rio Chili- Aguada blanca) hasta la

E – 04 (captación, planta SEDAPAR) no existe riesgo para ambos parámetros

microbiológicos y en la estación E-05 (rio Chili, Puente Grau) existe moderado riesgo para

coliformes totales[Digesa, 2008]

4.5 Población

Su población es 1152.303 mil habitantes 49.2% son hombres y 50.8 mujeres, de los cuales 90% se

encuentra en el área urbana y 9.4 en el área rural, con un el PEA de 487760 (mayor de 14 años) de

los cuales 16.6% trabajan en agricultura o áreas relacionadas

o La proporción de menores de 15 años es mayor en el área rural (43%) que en el área

urbana (35%). En cambio, la proporción de personas en edad de trabajar, de 15 a 64,

es mayor en el área urbana (61%) que en el área rural (52%).

4.6 Actividades económicas relacionadas

Arequipa: Exportaciones de Productos Agropecuarios

PRODUCTO TOTAL (2006) TOTAL (2007) TOTAL (2008)

Ajonjolí Afrechillo de Trigo Alfalfa Semilla Ajos Bulbo fresco Algas, Secas Alcachofas Congeladas roc. Alcachofas -conservas Cedrón Hoja Seca Cañihua Grano Cebolla congelada Procesada Cebolla bulbo seco Cochinilla Seca Procesada Frejol Castilla Grano Frejol Canario Harina de quinua Procesada Haba Congelada Pr Hojuela de Kiwicha Kiwicha grano Nueces Brasil secas Orégano Oregano Molido Procesado Mentha Hoja Seca Paprika Seca Paprika Molida procesada Quinua Grano Quinua Molida Proc. Tomillo Hoja Seca Pimiento Seco

- 60,000 - 55,893 2,987,332 22,103 - - 3,525 - - - - - - 17,856 1,305 196,412 1,370,379 87,944 200 9,748 648,025 12,053 97,843 - 1 -

3,430 513,000 20 483,690 4,369,805 232,299 167,733 10 3,325 8,400 26,000 25,200 2,501 533,004 500 206,032 0.5 378,801 1,256,635 160,858 550 523.9 183,543 5,750 48,330 500 2,078.65 22,041

26,200 1,780,110 - 155,000 5,737,469 148,527 509,950 5.5 8,000 2,400 189,790 20,560 2,501 242,171 - 77,191 0.5 120,786 1,055,580

87,047 4 32.2 498,483 4,200 156,170 0.500 8,317.20 13,101

La región Arequipa aporta el 5,4 por ciento del Producto Bruto Interno Nacional, siendo las

actividades más importantes Manufactura (20,1%), Otros Servicios (15,6%), Comercio (14,1%) y

Agricultura, Caza y Silvicultura (13,5%).

AREQUIPA: VALOR AGREGADO BRUTO 2007

Valor a precios constantes de 1994

(Miles de nuevos soles)

Sectores 2007 Part. %

Agricultura, caza y silvicultura 1 262 705 13,5

Pesca 53 218 0,6

Minería 905 805 9,7

Manufactura 1 881 710 20,1

Electricidad y agua 154 711 1,7

Construcción 926 526 9,9

Comercio 1 313 382 14,1

Transporte y Comunicaciones 775 073 8,3

Restaurantes y hoteles 245 585 2,6

Servicios gubernamentales 363 018 3,9

Otros Servicios 1 460 628 15,6

Arequipa 9 342 361 100,0

Fuente: INEI

La actividad agropecuaria es una de las principales que se desarrolla en el departamento; en la costa

se aprovecha los valles, tablazos y áreas irrigadas y esporádicamente en las lomas constituidas por

pastos naturales. En la sierra se desenvuelve en los valles y quebradas y en algunos andenes pre

colombinos.

La participación del sector es del 13,5 por ciento en el PBI departamental y de 9,2 por ciento en

relación al aporte nacional.

El área para uso agropecuario con que cuenta el departamento es de 2 041 093 hás., de las cuales el

92 por ciento corresponden a pastos naturales y otras tierras mayormente en las partes altas de la

región; el área agrícola es de 117 344 hás., de las cuales el 96 por ciento se cultivan bajo riego y se

desarrollan mayormente en los valles interandinos y en la zona de la costa, donde se efectúan hasta

dos campañas agrícolas durante el año, y el resto se cultiva en secano especialmente en las zonas alto

andinas de la región, cuyos cultivos se desarrollan entre agosto y mayo, por la estacionalidad de las

lluvias.

AREQUIPA: DISTRIBUCIÓN DE LA SUPERFICIE TOTAL

Hectáreas %

TOTAL 2041 092,50 100,0

Agrícola 117 344,31 5,8

Pastos Naturales 1656 270,22 81,1

Montes y Bosques 41 076,71 2,0

Otra clase de tierras 226 401,26 11,1

Fuente: INEI

AREQUIPA: DISTRIBUCIÓN DE LAS TIERRAS ENTRE UNIDADES AGROPECUARIAS

DEL DPTO.

% del Total Nro. De Hectáreas que componen el porcentaje

62 Menos de 3 hás

25.2 Entre 3 y 9.9 hás

6.3 Entre 10 y 40.9 hás

6.5 Más de 50 hás

En consecuencia el 87,2% de las Unidades Agropecuarias tienen menos de 10 hás, evidenciando una

agricultura de minifundio y pequeña agricultura.

Los principales cultivos del departamento son arroz, cebolla, ajo, maíz amiláceo, fríjol y papa entre

los transitorios y pastos cultivados, olivo, pera, vid entre los permanentes. Es preciso mencionar que

gradualmente vienen tomando mayor importancia los cultivos de orden agroindustrial, como es el

caso de pimiento páprika, orégano, alcachofa.

La actividad pecuaria está relacionada principalmente con la producción de leche fresca, basada en

la producción de alfalfa en las irrigaciones, así como de carne de vacuno y ave y la producción de

huevos que se desarrolla en las granjas establecidas en la zona costera del departamento; en menor

cantidad se produce carne de porcinos, ovinos y camélidos.

De donde vemos que las actividades económicas más importantes es la agricultura 16.4% de la población,

después del comercio con un 17.4 %.[INEI,2007]

4.7 Abastecimiento de agua y saneamiento

El 55,0 % de las unidades agropecuarias (UA) riegan 63 620,88 Has. con agua que proviene de los

ríos; esto es, el 56,7 % de la superficie agrícola bajo riego. Otras 9 789 unidades agropecuarias

(25,2 % del total de UA), riegan 21 077,22 Has. con agua que obtienen de manantiales o

puquios. Además, 3 843 UA complementan el riego con aguas procedentes de otras

combinaciones, para 12 179,96 Has. (10,9 % del área de riego). Entre estas tres procedencias

del agua se encuentra el 90,1 % de las UA.

El 30% del agua no se factura. El 83% cuenta con micro medición en casa. El 17% no lo tiene. El

porcentaje de inactivos 10% en Arequipa Metropolitana, que por alguna razón la empresa les ha

cortado el servicio. La empresa le cortó. Si bien no es un porcentaje alto hay que mejorar el

indicador. La EPS tiene que estar alerta frente a los inactivos.

En Arequipa vemos que el río Chili es la principal fuente de agua y a través de las plantas se tratan

1500 metros cúbicos por segundo. La oferta que se está tratando es 1400 por segundo.

Actualmente, la oferta y la demanda están ligeramente superpuestas. La oferta 2000 metros cúbicos

por segundo. Hay una zona que crece que es Cono Norte, la mayoría no tiene o lo tienen

parcialmente. La zona de Alto Cayma no tiene agua. La población sigue creciendo. ¿Qué se está

haciendo para cubrir esta ausencia? Se plantea ampliar la represa Charcani para obtener 3000 metros

cúbicos por segundo.

La demanda es mayor que la oferta. Frente a ello hay que priorizar entre ampliar cobertura de agua o

hacer tratamiento de aguas servidas. Se plantea mayor cobertura a través de Charcani V. El objetivo

es hacer una planta en la zona alta para abastecer de forma horizontal y por caída de modo que sería

más barato el abastecimiento. Actualmente se bombea el agua y resulta más cara la distribución.

Esto permitirá incrementar las horas de abastecimiento de agua por ejemplo en Chala que pasará de

1 hora a 12 horas diarias.

Si no se incrementa la tarifa no se podrán hacer obras y la empresa no será sostenible en el tiempo.

El 85% de los usuarios tendrá un incremento de 1,9 a 3,8 soles.

Actualmente no se considera cargo fijo. Para cada una de las tres se ha hecho una estructura tarifaria.

Actualmente existen tarifas para 17 rangos que hace complicada la aplicación. Ahora serían 13

rangos y sí se considera cargo fijo y lo que se busca es mejorar el subsidio a 84,9%.

Actualmente la tarifa de SEDAPAR no tiene una tarifa igual a la SEDAPAL. Los usuarios de Lima

del rango de 00-20 paga 1 sol mientras que los usuarios de Arequipa pagan 0,46 céntimos.

SEDAPAR S.A.:

Es una Empresa de, se dedica a la Captación, Depuración y Distribución. de Agua potable

y alcantarillado RUC: 20100211034; SEDAPAR S.A., se constituye como una empresa

cuya función fundamentales servir a la colectividad, ofreciendo un producto como el Agua

Potable, en las mejores condiciones de salubridad, continuidad y cantidad suficiente, así

como la posterior recolección de las aguas servidas, de manera que satisfaga plenamente las

necesidades de la población.

REGIMEN LEGAL: SEDAPAR S.A., es una Empresa Pública de Derecho Privado de propiedad de

las Municipalidades Provinciales de Arequipa, Islay, Camaná, Caravelí, Condesuyos, Caylloma,

Castilla y la Unión y de sus respectivas Municipalidades Distritalesque cuentan con servicio de Agua

Potable. Constituida como Empresa de Sociedad Anónima el 27 de Junio de 1997, en cumplimiento a

la ley General de Servicios de Saneamiento.

Las zonas sin cobertura están en algunas zonas de Cono Norte y Sur de Arequipa Metropolitana. El

promedio de abastecimiento es de 23,8 horas.

En cuanto a la antigüedad de la infraestructura esta se ubica en la zona central de la ciudad. (Las que

deben ser reemplazadas). El 25% del agua se bombea. Hay gran parte de las zonas altas que están

siendo subsidiadas. Pero con la planta número 2 permitirían mejorar el abastecimiento.

En el caso del alcantarillado hay mayor problema. Hay 151 mil conexiones y la Planta solo trata el

10%. Las roturas de alcantarillado son constantes porque hay redes que datan de los años 30. A

fines del año pasado se hizo reparación importante cerca de zonas de cultivo que no permitía el

acceso. La solución para el tratamiento de desagüe de Pampa Estrella aún no se sabe si será viable

porque se está a la espera de que la empresa haga el estudio.

Proyección futura. Se prevé que el incremento poblacional puede generar desbalance entre oferta y

demanda. Y esto empeorará si no se construye la planta N2. Explica que de esa planta se prevé

mejorar el sistema de distribución para que sea por gravedad.

Señalan como monto de inversión 266 millones de soles.

Aunque se incremente en 16% el retraso continuará. En 1997 se pretendía dar solución con la

construcción de la planta pero no se pudo hacer [Rivas, 2008]

65.2% de la población arequipeña cuenta con servicios higiénicos es decir 186,596 hbt.[INEI,2007]

Viviendas con servicio higiénico

Red pública de desagüe dentro de la vivienda 3073327 48 172082 60.1

Red pública de desagüe fuera de la vivienda pero

dentro de la edificación 393506 6.1 14514 5.1

Total 186,596 65.2

5. Estructura del Sistema

5.1 Parámetros de diseño

El sistema de tratamiento de aguas residuales que se propone se basa en los Principios del

Procesamiento con Haces de Electrones

La planta de acelerador de electrones usa pura electricidad para remover el contenido microbial de

las aguas servidas. El acelerador genera un haz de electrones de alta velocidad los cuales son

enfocados hacia el agua. Estos electrones penetran el agua y generan radicales en el agua. Estos

radicales son altamente reactivos y eliminan microorganismos y parásitos existentes en el agua sin

dejar ningún residuo.

La energía de los electrones acelerados depositada en las aguas residuales genera cambios a las

propiedades químicas, físicas y biológicas del agua. La mayoría de los contaminantes orgánicos y

algunos inorgánicos son degradados, los procesos de sedimentación y coagulación son acelerados, el

color y el olor son reducidos y las aguas son eficientemente desinfectadas.

La planta de acelerador de electrones es una instalación en donde los materiales son reformados

física o químicamente debido a su interacción con electrones de alta velocidad producidos por el

acelerador. Corrientemente los aceleradores de electrones son tecnologías de punta que están siendo

utilizados en países del primer mundo en diversos procesos tecnológicos. Los aceleradores de tipo

ELV son capaces de generar electrones con energías que oscilan entre 0. 5 MeV y 2.5 MeV y un haz

con potencias hasta de 400 kW.

El proceso de aceleración de electrones usado en estas plantas es idéntico al mecanismo usado en

televisores convencionales. Los electrones son generados por el cañón de electrones, el cual está

constituido por un cátodo. Un gradiente de tensión extrae a los electrones fuera del cañón y los

acelera a través del tubo de vacío. Una vez acelerados, el haz de electrones es escaneado sobre el

agua con un campo magnético oscilante el cual barre el haz sobre las aguas servidas a través de la

ventana de barrido. La ventana es una membrana metálica de titanio, la cual separa la cámara de

vacío de la zona de tratamiento, y sirve como el puerto de salida de los electrones. A través de esta

ventana los electrones son dispersados a lo largo de las aguas residuales que fluyen bajo el

acelerador. Los electrones interactúan con las moléculas de agua depositan su energía en el agua

como radiaciones ionizantes.

Sucintamente:

• El acelerador genera un haz de electrones de alta velocidad los cuales generan radicales en el

agua.

• Estos radicales son altamente reactivos y eliminan microorganismos y parásitos dentro del

agua sin dejar ningún residuo.

5.2 Capacidades

Descontamina:

o Desechos que contienen microorganismos potencialmente infecciosos.

o Aguas contaminadas con productos químicos tóxicos.

o Aguas residuales.

o Lodo cloacal

o Desechos biomédicos

o Agua residual antes de ser descargada a los ríos o al Océano Pacífico.

La planta de acelerador de electrones tiene la capacidad de desinfectar fuentes alternativas de

agua (subterráneas y pluviales) para el consumo humano.

Limpia coliformes fecales y coliformes totales

Limpia contenido microbial patogénico (E.coli, etc.)

Aclara el agua turbias

Remueve el mal olor

Descontamina hasta 1 m3/s de agua residual

Planta compacta (area ~300m2)

Con una dosis de 0.2 kgray se puede irradiar >0.5 m3/s de agua y se reduce:

o E-coli: <300 CFU/mL,

o Coli-forms: <2000 CFU/mL

o BOD: <4 mg/L

o Color: <25 PT Co.

5.3 Planta de tratamiento

La planta de tratamiento, está dividida en etapas:

Descripción de la Planta de Electrones para Tratamiento de Aguas

La planta de acelerador de electrones para tratamiento de aguas contaminadas en una planta moderna

de última generación que usa radiaciones ionizantes para la desinfección microbiológica de aguas

residuales.

La planta de acelerador de electrones consiste de:

1. Modulo de acelerador de electrones modelo

2. Bunker de blindaje antirradiación

3. Sistema de bombeo de aguas

4. Tanque de sedimentación

5.3.1 Modulo de acelerador de electrones es un acelerador modelo ELV-12 con las siguientes

características:

Voltaje de operación en el rango de 0.5 MV a 1 MV.

Potencia del rayo de electrones: 400 kilovatios.

Corriente del rayo de electrones: 400 miliamperios (max.)

Inestabilidad de voltaje: 2 % (max).

Inestabilidad de la corriente: 2 % (max).

Dimensión de la venta de extracción: 1.6m.

Requerimientos eléctricos: 220V/380V, 3 fases, 50/60 Hz, 500 kW.

Consumo de agua para enfriamiento: 6 m3/hora.

Dimensiones: 6.515m x 6.420m

Peso: 10,000 kg

Una campana irradiadora para irradiar reactor de agua de 2 metros de ancho.

5.3.2 Un compartimiento de blindaje (bunker) alrededor del acelerador para la protección

radiológica del personal operador (área aproximada: 50 m2). Paredes construidas de

concreto con un grosor de 1.5 metros.

5.4 Un sistema de bombeo para transporte del afluente y efluente.

Consumo de electricidad: 25 kW.

5.5 Un tanque de sedimentación que permita la sedimentación de los metales pesados:

Fabricación de concreto con un grosor de paredes de 10 cm.

Dimensiones: 2m x 5 m x 1.5 m.

6 Este acelerador será capaz de generar una dosis de radiación de 0.2 kGy en el agua (con un flujo

de 575 litros/seg. o 50,000 m3/día).

7 Diseño/construcción llave en mano.

Condiciones:

1. La duración del proyecto será de 1 año (desde la fecha de recepción de los fondos).

a. Construcción y envío: 10 meses

b. Pruebas: 2 meses.

2. Periodo de garantía: 1 año a partir de la fecha de aceptación de la planta.

3. Tiempo de vida útil: 20 años (con el mantenimiento apropiado).

4. Entrenamiento: Efectuado durante el ensamblaje y las pruebas en el sitio del cliente (2

meses)

5. Método de Operación:

a. Corrección de problemas y funcionamiento del sistema de Interlock

b. Entrenamiento para situaciones de emergencia

c. Cambio de la ventana de titanio y el cañón de electrones.

6. Mantenimiento.

a. Cañón de electrones: 5,000-10,000 horas (dependiendo de la operación)

b. Ventana de titanio: 5,000-10,000 horas (dependiendo de la operación)

c. Bomba Iónica de vació: 2-3 años (dependiendo de las condiciones del vació dentro

del acelerador).

d. Costo anual de mantenimiento USD 1,500 (después de los primeros 3 años).

7. Repuestos

7.1 Repuestos Básicos: Ventana de titanio, cañón de electrones, etc.)

Incluidos en el contrato

Suficiente por 3 años de operación.

7.2 Repuestos adicionales

Todos los componentes y partes del sistema se mantienen en inventario en

nuestra compañía.

Repuestos son enviados vía aérea inmediatamente después de la orden.

7.3 Lista de repuestos

Nosotros proveeremos una lista de repuestos (incluyendo costos y tiempo de

entrega)

Notificaremos al cliente cada vez que la lista de repuestos es actualizada.

8. Cronograma de implementación del proyecto

1 mes 2 mes 3 mes 4 mes

Planificación y Coordinación

de actividades previas

X

Mantenimiento preventivo a

planta a trasladar

X

Traslado de planta Virginia –

Arequipa

X

Adecuación del terreno e

instalaciones (agua, energía)

X

Instalación y puesta a punto

de la planta

X X

Pruebas e Informe de

resultados

X

9. Inversión y costos de operación

Los costos de inversión y operación efectuados y que se citan a continuación responden a un

esquema de participación privada, por tanto son muy diferentes de los asumidos en las obras

públicas de saneamiento básico.

9.1 Terreno

La GRA deberá proveer un terreno de aproximadamente 185 metros cuadrados en los alrededores

del colector de aguas servidas, el cual incluirá facilidades eléctricas de 220 Voltios AC, 250 amperes

y agua con un flujo de 1.7 litros/seg para el sistema de enfriamiento del acelerador.

9.2 Estudios

Los estudios de factibilidad realizados para la implementación planta piloto tendrán un costo total

de EUA $100,000, equivalente a un 2.9 % del valor total del proyecto.

9.3 Planta de tratamiento

- Sistema de acelerador de electrones

- Sistema de tratamiento de agua

- bunker para el acelerador

- Construcción del edificio de la planta y otros trabajos civiles

- Construcción de reservorios de concreto para el agua

- Sistemas de acelerador y tratamiento de agua

10. Análisis económico y financiero

10.1 Programa de inversiones

Tal como se muestra en la tabla 20, el Proyecto ha logrado un financiamiento total de S/.300.000.00

(trescientos mil 00/100 nuevos soles) nuevos soles para la implementación de la Planta piloto de

acelerador de electrones a través del Convenio con la Gerencia Regional de Arequipa

Ítem Costo

Transporte de la unidad móvil $49,190

Transporte del Equipo Técnico $17,330

Costo de Mano de Obra $33,480

Total $100,000

10.2 Costos operativos

Costo del Tratamiento de Aguas Residuales

o Para el tratamiento de 50,000 metros cúbicos por día (178 lt/s), el consumo de

energía eléctrica por día será de 12,000 kW-hora.

o El costo diario por energía eléctrica será de 1,800 soles (asumiendo un costo de 15

centavos de sol por kilovatio-hora).

o El costo por procesamiento de 1 metro cubico es de 3.6 centavos de sol.

10.3 Programa de financiamiento

El financiamiento está a cargo del Gobierno Regional de Arequipa través del Convenio Especifico

de Cooperación Interinstitucional Nº 004 – 2009 – GRA/PR celebrado entre el Gobierno Regional

de Arequipa y la Universidad Nacional de San Agustín y la ADDENDA # 01- 2009 a dicho

convenio.

11. Impactos ambientales

11.1 Impactos positivos

La implementación del proyecto de tratamiento uso de las aguas servidas de Arequipa es decir

usando la Planta de Acelerador de Electrones para Tratamiento de Aguas Servidas

generara los siguientes impactos positivos:

- Reducción del riesgo a la salud de las comunidades que se abastecen del río aguas abajo, ya

que las aguas residuales recolectados por la red de alcantarillado de esta ciudad

- Reducción en un 100% del nivel de contaminación de los productos alimenticios que se

comercializan en la ciudad de Arequipa, ya que los productos agrícolas obtenidos en los

campos irrigados con las aguas residuales tratadas tienen un bajísimo índice de

contaminación con patógenos humanos. Asimismo,

- Mejora sustancial de la imagen y la situación económica de la empresa de SEDAPAR, ya

que el proyecto le permitirá cumplir con la exigencia de tratar las aguas residuales de

Arequipa.

- Incremento de la producción agrícola local, ya que los agricultores de esta zona agrícola ya

no son afectados por limitaciones en su dotación de agua de río para el riego, puesto que

ahora gozaran de un abastecimiento de aguas residuales tratadas que la ciudad de Arequipa.

- Mayor producción de alimentos en la ciudad de Arequipa mejorando la oferta de productos

de pan llevar con menores precios de venta por el ahorro en los fletes.

- Incremento de oportunidades de empleo en Arequipa.

11.2 Impactos negativos

Los impactos negativos generados por el Proyecto son nulos ya que al procesar el 100% del agua

residual no necesita de medidas de mitigación.

12. Marco legal e institucional

12.1 Normas legales vigentes

El Decreto Ley No. 17752 “Ley General de Aguas”, en su título tercero describe las condiciones

para el uso de las aguas residuales en Agricultura. Esta norma ha recogido la propuesta de la

Organización Mundial de la Salud enmarcada en su Directrices sanitarias para el uso de las aguas

residuales en agricultura (1989). La norma establece que las aguas residuales deben tener menos de

un huevo de nematodos por litro para ser utilizadas en el riego agrícola. Además, el nivel de

coliformes fecales debe ser menor a 1,000 UFC/ 100 ml cuando esta agua se aplique a campos de

hortalizas de tallo corto y consumo crudo.

La misma ley establece que las Autoridades de Cuencas deberán autorizar las actividades que se

desarrollen en su ámbito de acción, especialmente aquellas que manejan los recursos hídricos. Es

importante mencionar que esta norma incorpora las aguas residuales dentro del Plan Nacional de

Manejo de Aguas. Asimismo, encarga a las Direcciones Departamentales de Salud Ambiental que

vigilen la calidad de las aguas tratadas, los productos alimenticios generados con esta agua y la salud

de los trabajadores rurales que manejan las mismas.

El Decreto Legislativo No. 1343 del 16 de agosto de 1995 establece la participación del sector

privado en la prestación de los servicios de saneamiento, como una ayuda para solucionar la baja

cobertura de tratamiento de las aguas residuales domésticas. Allí se menciona que los gobiernos

municipales o empresas de agua, como responsables de la prestación de los servicios de saneamiento

en el ámbito de su competencia, están facultadas para otorgar el derecho de explotación de las aguas

residuales a entidades públicas, privadas o mixtas.

Referencias

1. Comparison of an immunochromatographic test with ELISA to detect Cryptosporidium

parvum in stool specimens. “Seventh Conference of the Federation of Infection

Societies” November 2000 : Manchester , United Kingdom

2. Inventario de la Situación Actual de las Aguas Residuales Domésticas en Perú,

Milagros Cadillo, Ministerio de Salud-2002

3. Plan Maestro Optimizado 2007-2036 SEDAPAR S.A.

4. Riesgo de transmisión de enfermedades diarreicas y parasitarias relacionadas con el abastecimiento del agua y la disposición de aguas residuales- Miguel A. Luna Pineda, Blgo. MPH (c) Responsable Grupo Temático EDA-ETA-Cólera

5. http://www.digesa.minsa.gob.pe/pw_deepa/rios/2008/Chili-Vítor-2008.pdf

6. http://www.inei.gob.pe/

7. http://www.inrena.gob.pe/irh/irh_infointeres_atdr_chili.htm