Sistema toha

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles
“ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DE LA APLICACIÓN
DEL SISTEMA TOHA EN LA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS DE
VALDIVIA”
Tesis para optar al título de: Ingeniero
Civil en Obras Civiles.
Profesor Patrocinante:
Sr. Carlos Vergara M.
Ingeniero Civil Mecánico.
MARCELO GUSTAVO GUZMÁN SEPÚLVEDA
VALDIVIA 2004

AGRADECIMIENTOS
Agradezco en forma especial por su buena disposición y voluntad en la entrega
de los antecedentes relacionados con el Sistema Tohá incluidos en esta Tesis, a Don
Mauricio Torres E., secretario ejecutivo de la Fundación para la transferencia
Tecnológica de la Universidad de Chile, y a Doña María Angélica Soto del
Laboratorio de Biofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la misma
casa de estudios.
Además quisiera dar las gracias al personal de La Empresa AguasDécima S.A,
principalmente a Don Gerardo Marcuello A., Don Aliro Peña V. ,y Don Ramón Bertin C.
A todos ellos MUCHAS GRACIAS.

DEDICATORIA
A mis Padres, porque gracias a su constante amor y esfuerzo me han permitido
lograr esta importante meta en mi vida.

INDICE GENERAL
RESUMEN ......................................................................................................................................4
ABSTRACT.....................................................................................................................................5
1 INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................6
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:........................................................................6
1.1.1 SITUACION ACTUAL EN LA PROVINCIA DE VALDIVA.........................................6
1.1.2 SOLUCION: PRODUCCION LIMPIA.......................................................................10
1.2 OBJETIVOS:..................................................................................................................12
1.3 METODOLOGIA DE TRABAJO:................................................................................12
1.4 CONTENIDO Y ALCANCES DEL TRABAJO:..........................................................13
2 GENERACION Y DISPOSICIÓN DE LODOS DE LA E.D.A.S. DE VALDIVIA. ......15
2.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA E.D.A.S DE VALDIVIA. ..................................15
2.1.1 INTRODUCCION.......................................................................................................15
2.1.2 BASES DE DISEÑO DE LA E.D.A.S..........................................................................16
2.1.3 DESCRIPCION DEL PROCESO DE TRATAMIENTO.............................................17
2.2 GENERACIÓN Y DISPOSICIÓN DE LODOS. SITUACION ACTUAL. ..................26
2.2.1 INTRODUCCION.......................................................................................................26
2.2.2 NORMATIVA VIGENTE.............................................................................................28
2.2.3 DISPOSICION DE LODOS E.D.A.S..........................................................................29
3 SISTEMA TOHÁ..................................................................................................................32
3.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA TOHÁ. ..................................................32
3.1.1 ANTECEDENTES GENERALES................................................................................32
3.1.2 DESCRIPCION DEL PROCESO:..............................................................................33
3.1.3 COSTOS Y APLICACIONES:.....................................................................................40
3.2 APLICABILIDAD DEL SISTEMA TOHA A LA E.D.A.S..........................................46
3.3 INGENIERIA DEL PROYECTO. .................................................................................51
3.4 VALORACION DEL PROYECTO ...............................................................................65
4 FACTIBILIDAD DE LA APLICACIÓN DEL SISTEMA TOHÁ A LA E.D.A.S.........69
4.1 EVALUACION ECONOMICA DEL PROYECTO:.....................................................69
4.1.1 COSTO DE PRODUCCIÓN DE LA LINEA DE FANGOS + DECANTADORES.....70
4.1.2 COSTO DE PRODUCCIÓN UTILIZANDO EL SISTEMA TOHÁ.............................73
4.1.3 EVALUACION ECONOMICA. SITUACIÓN ACTUAL v/s SITUACIÓN
PROYECTADA .......................................................................................................................76
4.2 OTROS BENEFICIOS DEL PROYECTO:...................................................................85
4.2.1 BENEFICIOS MEDIO AMBIENTALES.....................................................................85
4.2.2 BENEFICIOS SOCIALES...........................................................................................89
5 CONCLUSIONES. ...............................................................................................................90
6 ANEXOS................................................................................................................................94

2
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 : Generación de lodos provenientes de plantas de Tratamiento año 2002 en la Provincia
de Valdivia........................................................................................................................................8
Tabla 2 : Proyección de generación de lodos año 2003 provenientes de plantas de tratamiento en
le Provincia de Valdivia....................................................................................................................9
Tabla 3 : Requisitos sanitarios que deben considerarse al formular un plan de Operación, Sellado
y abandono de un vertedero..............................................................................................................9
Tabla 4 : Síntesis de datos de evacuación y eliminación de fangos a nivel mundial. Datos EPA..27
Tabla 5 : Total Residuos Retirados Año 2001................................................................................30
Tabla 6 : Total Residuos Retirados Año 2002................................................................................31
Tabla 7 : Comparación biofiltro vs. Otras tecnologías en el tratamiento de aguas servidas. .........40
Tabla 8 : Proyecto de Aguas servidas realizados por la F.T.T. ......................................................44
Tabla 9 : Proyecto de Tratamiento de Riles realizados por la F.T.T. .............................................45
Tabla 10 : Proyecto de Aguas servidas asesorados por la F.T.T. ...................................................45
Tabla 11 : Proyecto de Tratamiento de Riles asesorados por la F.T.T. ..........................................46
Tabla 12:Perdida de carga máxima en la línea Nº1.......................................................................58
Tabla 13: Perdida de carga máxima en la Línea Nº2......................................................................58
Tabla 14: Pérdidas de carga totales en la Línea Nº3.......................................................................59
Tabla 15: Verificación de la capacidad de la red de evacuación para condiciones de boca llena..64
Tabla 16: Verificación de la red de evacuación..............................................................................65
Tabla 17: Presupuesto Estimativo del Proyecto. ............................................................................68
Tabla 18 : Consumo Energético Línea De Fangos + Decantadores E.D.A.S.................................70
Tabla 19 : Consumo productos planta E.D.A.S..............................................................................71
Tabla 20 : Consumo productos planta E.D.A.S..............................................................................72
Tabla 21 : Ahorro por consumo productos planta E.D.A.S............................................................72
Tabla 22 : Ahorro anual estimado E.D.A.S....................................................................................73
Tabla 23 : Gasto anual estimado aplicando el Sistema Tohá en la E.D.A.S. .................................75
Tabla 24: Resumen probables escenarios de evaluacion. ...............................................................78
Tabla 25 : Actualización de costos y cálculo del VAC del proyecto actual Escenario 1 ...............79
Tabla 26 : Actualización de costos y cálculo del VAC del proyecto aplicando El Sistema Tohá. 80
Tabla 27 : Flujo de caja esperado según proyección base. .............................................................82
Tabla 28: Cálculo del TIR y VAN del Escenario 1. .......................................................................83
Tabla 29: Sensibilización del VAN y TIR del proyecto asociado al costo por disposición y
evacuación de lodos desde la E.D.A.S. ..........................................................................................83
Tabla 30 : Tabla De Anexos. ..........................................................................................................94

3
INDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1:Formula de Hazen Williams, para el calculo de perdida de carga en tuberías. ...........57
Ecuación 2: Formula para la determinacion de la altura manometrica total del sistema. ..............60
Ecuación 3: Determinacion de la potencia absorvida por cada motobomba. .................................61
Ecuación 4: Formula de Chezy, para el calculo de la velocidad de escurrimiento. .......................63
Ecuación 5: Formula para la determinación del coeficiente de Ganguillet y Kutter......................63
Ecuación 6: Cálculo de la capacidad máxima de un colector (m3/seg). ........................................63
Ecuación 7 : cálculo del VAC. .......................................................................................................77
Ecuación 8 : Cálculo del VAN .......................................................................................................82
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Diagrama de Flujo actual E.D.A.S..................................................................................25
Figura 2 : Corte Esquemático Del Biofiltro Aeróbico Dinámico..................................34
Figura 3 : Esquema del Sistema.............................................................................................37
Figura 4: Diagrama de Flujo Sistema Tohá....................................................................................50
INDICE DE FOTOS
Foto 1 : Cámara de entrada EDAS .................................................................................................17
Foto 2 : Juego de compuertas de entrada EDAS ............................................................................18
Foto 3 : Rejilla desbaste sólidos gruesos ........................................................................................18
Foto 4 : Vista frontal tamiz automático ..........................................................................................18
Foto 5 : Acercamiento tamiz automático........................................................................................19
Foto 6 : Canal de desarenado y desengrasado................................................................................19
Foto 7 : Puente móvil desengrasador..............................................................................................19
Foto 8 : Arqueta de repartición a decantación primaria .................................................................20
Foto 9 : Decantadores primarios.....................................................................................................20
Foto 10 : Piscinas de desinfección..................................................................................................21
Foto 11 : Vista parcial piscinas de desinfección en forma de laberintos........................................21
Foto 12 : Canal de salida piscina de desinfección..........................................................................21
Foto 13 : Medidor electromagnético de caudal..............................................................................22
Foto 14 : Pozo de bombeo fangos primarios..................................................................................22
Foto 15 : Centrífuga deshidratadora de fangos...............................................................................23
Foto 16 : Almacenamiento de fangos deshidratados ......................................................................24
Foto 17 : Lombriz roja californiana (Eisenia feotida)......................................................35
Foto 18 : Instalación domiciliaria en Pirque, Región Metropolitana..............................................41
Foto 19: Instalación domiciliaria, Pirque, Región Metrpolitana. ...................................................42
Foto 21 : Planta Tratamiento Empresas Carozzi (Agrozzi). Caudal = 5.000 m3/día. ....................42
Foto 22 : Planta Cexas. Emos, Melipilla ........................................................................................43
Foto 23 : Planta de tratamiento de riles de la Industria Chilolac, Ancud .......................................43
Foto 24: Vista parcial terrenos EDAS a emplazar biofiltros ..........................................................48
Foto 25 : Vista total terrenos EDAS a emplazar biofiltros.............................................................48
Foto 26 : Aspecto de las Aguas Tratadas........................................................................................88
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1 : Eficiencia del Biofiltro........................................................................................36
Gráfico 2 : Eficiencia De La Radiación Ultravioleta........................................................37
Gráfico 3 : Sensibilidad del VAN del proyecto en función del costo de evacuación y disposición
de lodos...........................................................................................................................................84
Gráfico 4: Sensibilidad del TIR del proyecto en función del costo de evacuación y disposición de
lodos................................................................................................................................................84
Gráfico 5 : Comparación DBO entre ambas alternativas. ..............................................................87
Gráfico 6 : Comparación Sólidos Suspendidos Totales. ................................................................87

4
RESUMEN
Se evalúa la factibilidad desde el punto de vista técnico, económico y social de la
aplicación del Sistema Tohá en la planta de tratamiento de aguas servidas de la ciudad de
Valdivia. Para la evaluación se han tomando en cuenta las actuales condiciones de trabajo de
la instalación, parámetros de contaminación actuales de las aguas servidas ya tratadas y los
esperados al aplicar el Sistema Tohá, los diseños de las instalaciones nuevas a construir, los
requerimientos físicos de estas nuevas instalaciones, aspectos legales, técnicos y beneficios
sociales y medioambientales que reportará el proyecto.

5
ABSTRACT
Factibility of the Tohá System application to the water treatment plant of Valdivia
considering the technical, economic and social view points is evaluated. To evaluate the system
the present working conditions of the installation as well as the present contamination parameters
of sewage which have already been treated and the ones expected when applying the Tohá system
were considered. It was included the design of the new installations to be built, the physical
requirements of these new installations, legal and technical aspects as well as social and
environmental benefits that this project can achieve.

6
1 INTRODUCCIÓN.
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
1.1.1 SITUACION ACTUAL EN LA PROVINCIA DE VALDIVA
La Estación Depuradora de Aguas Servidas (E.D.A.S.), perteneciente a AguasDécima S.A
entra en funcionamiento a principios del año 2000. Esta se enmarca dentro de la política de
compromiso de la empresa con el desarrollo de la ciudad de Valdivia, permitiendo de esta forma
una considerable disminución de los niveles de contaminación de las aguas de los ríos Calle
Calle, Valdivia, Cau Cau y Cruces.
En contrapartida con esto, durante su funcionamiento y producto de los procesos de
tratamiento a los que se someten las aguas servidas, la E.D.A.S., ha producido una cantidad de
3.291.460 Kg, de residuos sólidos1
, los cuales son separados en las distintas etapas del
tratamiento y posteriormente almacenados, estabilizados, transportados y finalmente depositados
en vertederos locales. Estos residuos están compuestos principalmente por sólidos (plásticos,
pelos, envases, etc.), arenas y grasas y en su mayor parte por fangos o lodos sépticos.
Estos residuos están siendo depositados en el vertedero particular de Cachillahue, ubicado en
el sector del mismo nombre, a 9 km de Río Bueno por el camino a Lago Ranco. Este, es el único
vertedero existente en la Provincia de Valdivia que cuenta con la autorización del Servicio de
Salud de Valdivia, y para lograr esta autorización fue sometido al Sistema de Evaluación de
Impacto Ambiental (SEIA).
Este vertedero está diseñado especialmente para recibir lodos provenientes de plantas de
tratamiento, cuenta con zanjas de 30 metros de largo, 6 metros de ancho, y 5 metros de
profundidad. Estas zanjas posee un sello aislante de carbonato de cal para impermeabilizar el
suelo y los desechos se va rellenando cada cierta profundidad con una capa de arcilla. Este
vertedero según su Estudio de Impacto Ambiental tiene una vida útil de 10 años, y posteriormente
es sometido a un plan de abandono establecido previamente.
El método más utilizado en la Provincia para la disposición final de lodos provenientes de
plantas de tratamiento, es el vertido a terrenos debidamente autorizados y capacitados para esos
1
Fuente: Resumen año 2001 – 2002, Laboratorio EDAS

7
fines. Esta si bien es cierto es una actividad normada por una serie de organismos reguladores, es
un practica que presenta una serie de inconvenientes debido al manejo especial que requieren este
tipo de residuos producto de su carácter de residuo peligroso.
Muchos de los inconvenientes de un relleno mal manejado son evidentes: olores y papeles
arrastrados por el viento, animales, insectos y aves carroñeras atraídas por los desechos
orgánicos, y también polvo y ruido que producen los camiones y las operaciones de
apisonamiento.
Además las propiedades dedicadas al entierro de residuos ya no están disponibles como
tierras agrícolas productivas o como propiedades gravables. Incluso después del cierre del predio,
el uso futuro del área se debe restringir a algún tipo de desarrollo al aire libre, como un parque o
un área recreativa.
Existen, además efectos ambientales potenciales producto del funcionamiento de vertederos.
Mientras los residuos se descomponen, el líquido que sale de ellos, la filtración de aguas
subterráneas, el agua de la precipitación pluvial y el desagüe de superficies se cuelan a través de
los desechos y producen otro liquido contaminado que se conoce como lixiviado. Este líquido se
filtra en el terreno contaminándolo, además de la posibilidad de contaminar aguas subterráneas.
La emanación de gases producto de la descomposición anaerobia de las sustancias orgánicas
del relleno es otro factor que hay que considerar. Estas emanaciones son principalmente de
metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). El primero de estos es un gas inodoro y combustible,
más ligero que el aire y explosivo cuando su concentración en el aire está entre el 5 y el 15%. Por
su parte el dióxido de carbono en combinación con el agua crea un ambiente ácido en el cual los
minerales presentes en los desechos (calcio, magnesio, hierro, cadmio, plomo y zinc), tienden a
disolverse y avanzar hacia el nivel freático (D. La Grega, Buckingham, Evans, 1996).
Otro inconveniente en la utilización de vertederos para realizar la disposición final de los
lodos provenientes de plantas de tratamientos, radica en el hecho de que la mayoría de los
vertederos están orientados a recibir residuos del tipo sólidos (basuras domiciliarias
principalmente), puesto que los lodos y fangos sépticos requieren de otro tipo de instalaciones en
lo que a impermeabilizantes, ventilación y rellenos se refiere. Además está el hecho de que los
particulares propietarios de estos vertederos estén considerando no recibir este tipo de desechos
pues les significa mayores inversiones y engorrosos trámites legales.
Como se expuso anteriormente, la Provincia de Valdivia cuenta con un vertedero especial
para la disposición final de lodos, el de Cachillahue, pero haciendo una proyección a futuro, y

8
considerando datos entregados por el Servicio de Salud de Valdivia en relación a la cantidad de
plantas de tratamiento existentes actualmente, y las plantas que van a entrar en funcionamiento,
es claro que la capacidad de este vertedero se verá sobrepasada por el inminente aumento de
lodos generados en los procesos de tratamiento de aguas servidas.
Actualmente se encuentran en operación, solo en la Provincia de Valdivia, 4 plantas de
tratamiento (incluida la E.D.A.S.), además de 7 empresas limpia fosas, las cuales en conjunto
generan un volumen total de residuos sólidos de 5.500 m3 al año. Se contempla además la
entrada en funcionamiento, también en la provincia de Valdivia, de 7 plantas de tratamiento, las
cuales vendrán a incrementar la producción de residuos sólidos en alrededor de un 100% (Datos
aportados por el Servicio de Salud Valdivia). Es decir la generación de residuos lejos de
disminuir irá en aumento en conjunto con la apertura de nuevas plantas de tratamientos en la
Región, esto en oposición a las cada vez más restrictivas normas para la instalación de vertederos
aptos para recibir este tipo de relleno.
A continuación se muestran dos tablas que describen el actual panorama de la Provincia de
Valdivia, en cuanto a generación de lodos de plantas de tratamiento se refiere. Estos datos fueron
entregados por el Servicio de Salud de Valdivia, organismo que es el fiscalizador de la instalación
y funcionamiento de los vertederos existentes en la Provincia.
FUENTE VOLUMEN TIPO DE LODO DISPOSICIÓN
7 Empresas Limpia Fosas 10 m3/día Crudos No autorizada
EDAS Valdivia 3 m3/día Deshidratado Vertedero Autorizado
Planta Essal Mariquina 250 m3/año Deshidratado Vertedero en el Recinto
Planta Essal Panguipulli 230 lt/día Deshidratado Vertedero no Autorizado
Planta Essal Paillaco 1 m3/día Crudos Vertedero no Autorizado
Fuente: Elab. Propia, según datos aportados por Servicio de Salud de Valdivia.
Tabla 1 : Generación de lodos provenientes de plantas de Tratamiento año
2002 en la Provincia de Valdivia

9
FUENTE VOLUMEN TIPO DE LODO DISPOSICIÓN
Ptas. Lago Ranco 55 K/día Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Lanco ¿? K/día Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Mafil 95 m3/año Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Los Lagos 95 m3/año Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Choshuenco 7.8 Ton/año Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Coñaripe 449 K/día Deshidratado Vertedero Autorizado
Ptas Neltume 54.9 K/día Deshidratado Vertedero Autorizado
Fuente: Elab. Propia según datos aportados por Servicio de Salud de Valdivia.
Tabla 2 : Proyección de generación de lodos año 2003 provenientes de plantas
de tratamiento en le Provincia de Valdivia
La siguiente tabla, resume algunos requisitos básicos a tener en cuenta al momento de
proyectar un vertedero sanitario:
REQUISITO PROPÓSITO
CIERRE PERIMETRAL IMPEDIR INGRESO DE GENTE Y ANIMALES
PORTÓN CONTROLAR ACCESO
LOZA DE LAVADO LAVAR CAMIONES
CASETA ADMINISTRACIÓN, CON
BAÑO, GUARDARROPÍA Y PAÑOL
USO DEL PERSONAL
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DEL
ÁREA Y SU ENTORNO EN UN RADIO
DE 600 METROS
UBICAR EL VERTEDERO ESPACIALMENTE Y
SU RELACIÓN CON EL ENTORNO INMEDIATO
DIMENSIONAMIENTO DEL TERRERO
DISPONIBLE
ESTABLECER LA VIA ÚTIL DEL VERTEDERO
ABASTO DE AGUA POTABLE USO DE TODAS ACTIVIDADES DEL
VERTEDERO
SISTEMA DE ELIMINACIÓN DE
AGUAS SERVIDAS
USO DE TODAS LAS ACTIVIDADES DEL
VERTEDERO
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE
OPERACIÓN Y MAQUINARIA
DISPONIBLE
INSPECCIONAR LA MODALIDAD DE
OPERACIÓN QUE SE EJECUTA EN EL
VERTEDERO
ANÁLISIS Y PERFIL DE SUELO Y
UBICACIÓN DE NAPAS DE AGUAS
DETERMINAR RIESGO AMBIENTAL PARA EL
RECURSO AGUA Y PROBABILIDADES DE
INFILTRACIÓN
PLANO DE UBICACIÓN DE TUBOS
EXTRACTORES DE GASES
INSPECCIONAR EN TERRENO
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE
MONITOREO A IMPLEMENTAR
MONITOREAR EL ÁREA
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES FIJAR LOS PLAZOS DE OPERACIÓN , SELLADO
Y ABANDONO DE UN VERTEDERO
Fuente: Servicio de Salud Valdivia.
Tabla 3 : Requisitos sanitarios que deben considerarse al formular un plan de
Operación, Sellado y abandono de un vertedero

10
Como se aprecia, el manejo de vertederos implica actualmente una serie de medidas que
aseguren la salud de las personas y el cuidado del medio ambiente. Estas disposiciones, serán
cada vez mas estrictas, ya que la política gubernamental apunta a un desarrollo sustentable con la
protección del medio ambiente.
En la actualidad se encuentra en estudio un Reglamento para Rellenos sanitarios, dictado
por el MINSAL, y un anteproyecto de Reglamento para el manejo de lodos no peligrosos
generados en plantas de tratamientos de aguas, dictado por la CONAMA, los cuales es un hecho
que entrarán en vigencia en el año 2004. Estos reglamentos complementarán las normativas
vigentes en lo que a aplicación de nuevas tecnologías de impermeabilización se refiere, con el uso
de membranas, geotextiles, selladores, etc., además de hacer hincapié en aspectos como el
cuidado del paisajismo en los vertederos, la ubicación de casas o poblaciones cercanas, zonas de
protección de flora y fauna, etc. En la sección anexos se entrega el documento completo del
anteproyecto de Reglamento para el manejo de lodos nombrado anteriormente.
Como se ve, el derecho a vivir en un medio ambiente libre de contaminación, la protección
del medio ambiente, la preservación de la naturaleza y la conservación del patrimonio ambiental
son todos aspectos relevantes y recurrentes en las actuales políticas ambientales del gobierno.
Con esto queda claro que la tendencia gubernamental es la de comprometerse con el cuidado y
preservación del medio ambiente, además de la siempre existente preocupación por la salud de la
población.
Todo lo expuesto anteriormente nos indica que la disposición final de lodos sépticos a
vertederos es una solución que puede llegar a ser insostenible en el tiempo y no se encuadra en
las políticas de desarrollo sustentable actuales. Por lo anterior se estima que la instalación de
vertederos capacitados para recibir este tipo de residuos tendrá cada vez mas trabas de tipo legal y
representarán costos cada vez mayores, producto de las mayores exigencias ambientales.
1.1.2 SOLUCION: PRODUCCION LIMPIA
La tendencia nos indica un incremento en la producción de lodos sépticos a un nivel mayor
que el incremento de la capacidad de almacenamiento de estos mismos en vertederos autorizados.
Como es muy difícil lograr aumentar esta capacidad de almacenamiento, la solución sería lograr
disminuir la cantidad de lodos producidos en las plantas de tratamiento.

11
La reducción del residuo generado en la fuente, comprende la reducción de la cantidad de
residuos generados a través de la sustitución de productos o cambios en los procesos productivos,
de modo que esta reducción sea consistente con las metas de minimización de los efectos sobre la
salud humana y medio ambiente, presentes y futuros.
Esta política de producción limpia, realizando un cambio de los productos y procesos
productivos es una de las tendencias mas adaptadas por la comunidad internacional, tanto en
Europa como en Estados Unidos, quienes son los que van a la vanguardia en lo que a gestión
ambiental se refiere. En este sentido, la Environmental Protección Agency (E.P.A; Agencia de
protección al ambiente de E.E.U.U), adoptó una jerarquía de prácticas de administración de
residuos, definiendo cuatro elementos en orden de preferencia (D. La Grega, Buckingham, Evans,
1996):
• Reducción de la generación de residuos en la fuente
• Reciclaje de materiales
• Combustión (de preferencia con recuperación de energía)
• Rellenos de tierra
Esto nos hace agregar otro elemento al complicado panorama actual; el reconocimiento
internacional. Hoy en día, Chile se encuentra en una etapa de crecimiento que se ve impulsada
por una serie de tratados bilaterales y multilaterales, los cuales obligan a cierta calidad de la
infraestructura, además de procesos productivos sustentables con el medio ambiente.
El cumplimiento de estas políticas internacionales, nos permitirá lograr estándares de calidad
en gestión ambiental, lo cual ante los ojos de la comunidad internacional será muy bien visto y
beneficiará la consolidación de nuestro país en el contexto global y permitirá la firma de tratados
futuros que nos proyecten aun más hacia el mundo.
La solución que se propone es el reemplazo del proceso de tratamiento de las aguas servidas
que se realiza en la E.D.A.S. Lo anterior se lograría implementando un sistema de tratamiento
llamado Sistema Tohá, el cual es un tratamiento global de las aguas servidas, es decir no hay
tratamiento primario ni secundario, además en este proceso no se produce generación de lodos,
puesto que mediante la utilización de un biofiltro, toda la materia orgánica es consumida. Este es
un proceso de bajos costos tanto de construcción, funcionamiento y mantenimiento, es ecológico,
y eficiente en el tratamiento de las aguas servidas, logra remover hasta casi un 90% de la DBO y
los sólidos volátiles, y la casi totalidad de los coliformes fecales presentes en las aguas servidas
(F.T.T; Fundación para la transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile, Boletín
Informativo año 2001).

12
1.2 OBJETIVOS:
El objetivo principal de este trabajo es establecer la factibilidad de la aplicación del Sistema
Tohá en la planta de tratamiento de aguas servidas de la ciudad de Valdivia, determinando las
características técnicas generales de las instalaciones a nivel de ante-proyecto y efectuando la
evaluación económica correspondiente.
1.3 METODOLOGIA DE TRABAJO:
Se estudió el funcionamiento de la E.D.A.S.; su línea de tratamiento de aguas servidas y de
lodos sépticos, y principalmente el proceso de evacuación final a vertederos de los lodos,
además de los procesos y procedimientos involucrados en el tratamiento que se la da a las aguas
servidas. Para ello se realizaron visitas a la misma, y se materializaron entrevistas tanto con
personal técnico y profesional de la empresa AguasDécima S.A para obtener los antecedentes
necesarios, como estadísticas de cantidades de lodos generados, su sistema de tratamiento, nivel
de calidad de las aguas después de tratadas.
Se analizó con más detalle el Sistema Tohá, las instalaciones y equipos que se requieren, los
procesos y otros antecedentes necesarios para (unida a la información proporcionada por la
empresa AguasDécima S.A.) poder establecer la factibilidad técnica de su implementación en la
E.D.A.S.; además se estimaron los costos involucrados en la construcción y funcionamiento de la
planta con la aplicación de este sistema. Para obtener los antecedentes necesarios, se realizaron
contactos con la Fundación para la Transferencia Tecnológica, dependiente de la Universidad de
Chile, organismo que es dueño de la patente de dicho Sistema.
Se revisó y estudió el marco legal (presente y futuro) que rige la descarga de residuos de
plantas de tratamiento a vertederos. La problemática ambiental que esto genera, y la situación
actual de los vertederos de la Provincia. Los antecedentes correspondientes a la Normativa
Ambiental vigente, en relación a los lodos procedentes de plantas de tratamiento de aguas
servidas, será recopilada y resumida, directamente de las leyes, códigos y reglamentos que rigen
la actividad. Además se realizaron entrevistas con funcionarios del Servicio de Salud Valdivia,
con el fin de conocer la realidad del funcionamiento de los vertederos de la Provincia, su
situación legal, su vida útil y las eventuales faltas a las normas que presenten.
Finalmente, una vez que se obtuvieron los antecedentes necesarios, se evaluó la factibilidad
de la aplicación del sistema Tohá en la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas de Valdivia,
desde los puntos de vista técnico y económico.

13
1.4 CONTENIDO Y ALCANCES DEL TRABAJO:
El presente trabajo tiene la siguiente estructura:
• En el capítulo 1 se efectúa el planteamiento del problema, objetivos, metodología y reseña del
contenido y alcances del estudio, generado por la producción de lodos residuales en la
E.D.A.S., y su posterior tratamiento y disposición final. Se conocerá la problemática
ambiental y legal que esto acarrea.
• En el capítulo 2, se lleva a cabo una presentación del funcionamiento actual de la E.D.A.S. Se
describe su línea de tratamiento, y principalmente datos estadísticos de cantidades de aguas
tratadas y cantidades de lodos generados. Además se realiza un análisis de la factibilidad
técnica de aplicar el Sistema Tohá en la E.D.A.S. Además se da a conocer la forma de
disposición final de los lodos y del tratamiento que reciben antes de ser evacuados de la
planta en forma definitiva. A continuación, en la misma sección, se describe y analiza la base
legal que rige en materia de manejo y disposición de lodos residuales de plantas de
tratamientos. Para esto y como se describió en la metodología, se contó con la colaboración
directa del Servicio de Salud de Valdivia.
• El capítulo 3 considera los principales antecedentes referentes al Sistema Tohá. Se incluye
una breve reseña histórica de la investigación que concluyo en el desarrollo de esta
tecnología. Los procesos involucrados, las instalaciones y equipos y los costos de
construcción, mantención y operación involucrados en la aplicación del Sistema Tohá en la
E.D.A.S serán temas tratados en este punto. En este aspecto existe de parte de la Fundación
para la Transferencia Tecnológica un recelo en cuanto a hacer públicos algunos aspectos
principalmente relacionados con la composición del biofiltro y algunos procesos
involucrados. Esto pues al ser ellos los dueños de la patente de este método, se encuentran en
una etapa de licenciar su tecnología a distintas empresas del área constructora, con el fin de
implantar este método en distintas plantas de tratamientos existentes y nuevas a lo largo de
Chile. De esta forma la Fundación para la Transferencia Tecnológica se reserva algunos datos
específicos con el fin de no perjudicar la explotación económica de esta tecnología, lo cual les
permite generar recursos que cubran los gastos de investigación y el estudio para el desarrollo
de nuevas tecnologías.
A pesar de esto, todos los datos que se requieren para realizar la evaluación de factibilidad
han sido entregados por este organismo, así mismo como los costos por metro cúbico del
biofiltro, además de la colaboración en cuanto a datos de experiencias existentes en otras
plantas en el País.

14
• El estudio de factibilidad se llevó a cabo en base a todos los antecedentes anteriores y se basó
en una evaluación privada y social del proyecto. De esta forma podemos concluir los
eventuales beneficios que significara la implantación de esta tecnología en la E.D.A.S.,
principalmente en el área ambiental y en la mayor eficiencia que se lograra en el tratamiento
de las aguas servidas.
• Finalmente, las conclusiones se realizan a partir de los resultados obtenidos en las
evaluaciones privada y social del proyecto, y abarcaran estos dos puntos de vista para llegar a
establecer la factibilidad de la aplicación del Sistema Tohá en la E.D.A.S.

15
2 GENERACION Y DISPOSICIÓN DE LODOS DE LA E.D.A.S.
DE VALDIVIA.
2.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA E.D.A.S DE VALDIVIA.
2.1.1 INTRODUCCION
La planta de tratamientos que funciona en la ciudad de Valdivia, se ubica en el sector Las
Mulatas. Su funcionamiento se inicia el año 2000, como parte de la etapa final del plan de
saneamiento de Valdivia impulsado por la empresa AguasDécima S.A. al hacerse cargo de la
concesión de los servicios sanitarios de la ciudad. Este proyecto implico la construcción de 23
kilómetros de colectores de alcantarillado y 15 plantas elevadoras de aguas servidas.
La E.D.A.S de Valdivia (Estación Depuradora de Aguas Servidas), está concebida como
la primera fase de este proyecto de saneamiento. Contemplando en la actualidad un tratamiento
primario con desinfección para las aguas servidas de la ciudad. En este sentido hay que destacar
que el tratamiento solo se realiza a las aguas residuales domiciliarias o domesticas y comerciales
principalmente, las cuales son captadas por la red de colectores existente, y posteriormente la
transporta hasta la planta de tratamiento. El sistema no contempla la captación y posterior
tratamiento de los residuos industriales líquidos (Riles); el tratamiento de éstos es de
responsabilidad de las industrias generadoras de estos residuos.
La E.D.A.S está proyectada como una instalación capaz de crecer con los requerimientos
sanitarios de la ciudad. Si bien es cierto en la actualidad cuenta solo con un tratamiento primario,
la factibilidad de incorporar tratamientos secundarios y hasta terciarios se ve facilitada por el
diseño de la planta que permite la incorporación de estos procesos adicionales sin afectar con ello
el funcionamiento de la primera etapa. Esto pues la planta cuenta con una especie de cabeza de
Bypass, la cual posee un sistema de compuertas que en este momento están constantemente
cerradas, y en el caso de ampliarse el tratamiento, la primera fase continua trabajando en forma
independiente, y solo una vez que se terminen las obras de ampliación, las nuevas instalaciones
se incorporan a la línea de tratamiento mediante la abertura de estas compuertas.
Esta fase primaria consiste principalmente en la eliminación de los sólidos suspendidos en
las aguas servidas mediante procesos físicos de decantación. Posteriormente se realiza una
desinfección con cloro con el fin de disminuir la concentración de los organismos coliformes
fecales.

16
Los sólidos procedentes de la decantación primaria son estabilizados con cal, para luego
ser espesados y deshidratados mecánicamente, con el fin de lograr su reutilización agrícola o ser
vertidos en vertederos autorizados.
2.1.2 BASES DE DISEÑO DE LA E.D.A.S.
Bases de Partida
El diseño y construcción de la E.D.A.S fue realizado por mandato de la Empresa
AguasDécima S.A, a la Empresa constructora Infilco Ltda2
. Esta utilizó los siguientes datos de
partida para proyectar una planta de tratamiento que satisficiera las necesidades de saneamiento
de las aguas servidas captadas por la red de colectores de la mencionada empresa sanitaria.
A) Caudales y cargas de diseño
- Qm d = 25.920 m3/d
- Qm h = 1.080 m3/h
- Qmax h = 1.890 m3/h
- DBO5 = 235 mg/l
- SST = 150 mg/l
- Coliformes fecales = 10E8 NMP/100 ml
B) Calidad del efluente
- Rendimiento eliminación SST > 60%
- Coliformes fecales < 10E5 NMP/100ml
- Sequedad de los fangos >= 22%
En base a estos datos, se propuso una línea de tratamiento compuesta por los siguientes
procesos:
- Agua: Pretratamiento - Cámara de llegada y by-pass
- Desbaste de sólidos gruesos y finos
- Desarenado - desengrasado
- Medidor de caudal
2
Plan de Saneamiento de Valdivia IV Etapa. Planta de tratamiento de las aguas servidas de la ciudad de Valdivia.
Infilco Ltda. Junio 1997.

17
Tratamiento primario - Decantación primaria
Desinfección - Cloración
- Lodos Bombeo de fangos primarios
Espesamiento y estabilización química de fangos primarios
Acondicionamiento y deshidratación de fangos
2.1.3 DESCRIPCION DEL PROCESO DE TRATAMIENTO
A continuación se hará una descripción del proceso de tratamiento al que son sometidas
las aguas servidas en la E.D.A.S. Esta descripción consiste en una explicación del proceso y los
métodos que se realizan en las distintas etapas del tratamiento, así como una breve descripción de
los equipos e instalaciones involucrados en estos. Se apoya toda esta descripción teórica con un
set de fotografías tomadas en las distintas instalaciones de la E.D.A.S, además de un diagrama de
flujo del proceso de tratamiento actual..
2.1.3.1 Línea de agua:
Cámara de entrada: Recibe las dos impulsiones que alimentan la E.D.A.S. Permite mediante un
juego de compuertas aislar la planta derivando todo el caudal.
Foto 1 : Cámara de entrada EDAS

18
Foto 2 : Juego de compuertas de entrada EDAS
Desbaste de sólidos: Compuesto por dos canales de 1.70 m., de ancho, operativos en condiciones
normales, mas uno de emergencia con derivación. Cada canal dispone de una reja automática de
gruesos de 30 mm de paso de luz, y de un tamiz autolimpiante de 3 mm de luz.
Sendos tornillos transportadores - compactadores evacuan los sólidos gruesos y finos extraídos de
las rejas hasta los respectivos contenedores.
Foto 3 : Rejilla desbaste sólidos gruesos
Foto 4 : Vista frontal tamiz automático

19
Foto 5 : Acercamiento tamiz automático
Desarenado – Desengrasado: Se lleva a cabo en dos unidades longitudinales aireadas de 170 m3
de volumen unitario (Tr = 19 min, a caudal medio y 11 min. A caudal máximo). Provistos de
puente móvil con rasqueta superficial para arrastre de grasas y flotantes y bomba de arenas para
extracción de las mismas.
Incluye además un sistema de difusión de aire mediante 10 difusores inatascables (5 por cada
canal) alimentados por tres grupos motosoplantes (una en reserva) con motor de dos velocidades
(300 m3/h unitarios de caudal de aire).
Foto 6 : Canal de desarenado y desengrasado
Foto 7 : Puente móvil desengrasador

20
Reparto a decantación primaria: Consiste en una arqueta en la que pueden llevarse a cabo dos
funciones; por una parte el by-pass del caudal total para dejar fuera de servicio el tratamiento
primario; por otra parte el reparto mediante 2 + 1 vertederos iguales a cada unidad de
decantación. Dos de los vertederos quedan operativos en esta primera fase, previéndose cerrar el
tercero para ponerlo en servicio en la futura ampliación de caudal.
Foto 8 : Arqueta de repartición a decantación primaria
Decantación primaria: Dos tuberías de 500 mm de diámetro alimentan a los dos decantadores
primarios, de 25 m de diámetro interior. El puente de cada decantador es radial y posee rasquetas
espirales para conducir el lodo a la poceta central. El agua decantada se recoge en el canal
perimetral y conducida a la desinfección mediante tubería de 400 mm de diámetro.
A caudal medio la velocidad ascensional es de 110 m3/h/m2.
Con este diseño y sin adición de reactivos es previsible una reducción de SST superior al 65% y
una remoción de DBO5 del orden del 30%.
Foto 9 : Decantadores primarios

21
Desinfección: Se produce mediante la adición de una solución acuosa de cloro ( suministrado en
forma de cloro gaseoso) en dos laberintos de cloración de volumen unitario de 272 m3. Este
volumen permite un tiempo de contacto a caudal medio de 30 minutos, suficiente para garantizar
la reducción de la contaminación bacteriológica hasta los limites exigidos.
Las dos líneas de desinfección son aislables y derivables gracias a un juego de compuertas.
Foto 10 : Piscinas de desinfección
Foto 11 : Vista parcial piscinas de desinfección en forma de laberintos
Foto 12 : Canal de salida piscina de desinfección

22
Medición de caudal: En tubería y mediante medidor electromagnético.
Entre la medición de caudal a la salida del desarenado y la decantación primaria se ha previsto un
salto piezometrico de 40 cm para intercalar unas futuras cámaras de mezclas y floculación.
Análogamente, entre decantación primaria y desinfección se ha considerado un escalón de 1,10 m
para la futura intensificación del tratamiento (reactor biológico + decantador secundario).
Foto 13 : Medidor electromagnético de caudal
2.1.3.2 Línea de fangos:
Purga y bombeo de fangos primarios: Los fangos sedimentados en los decantadores primarios
llegan por gravedad (dos tuberías de 150 mm de diámetro) al pozo de bombeo. En el se instalan
tres unidades de impulsión (una en reserva) para 11 m3/h a 5,5 m.c.a. Los 2.527 Kg/d, purgados
al 2% de concentración (126 m3/d), son bombeados de esta forma hasta el espesamiento por
gravedad. En la tubería de impulsión se instala un medidor electromagnético de caudal.
Foto 14 : Pozo de bombeo fangos primarios

23
Estabilización de fangos primarios: Existe una instalación de dosificación de cal que permite
preparar la lechada de hidróxido cálcico necesaria para estabilizar los fangos. Se prevé una
dosificación media del 17 % en pesó, lo que supone 692,6 Kg/d de hidróxido cálcico comercial al
62 %. El almacenamiento es en silo vertical con capacidad para 15 días a dosis media.
El punto de aplicación de la solución de cal es la cámara de mezcla situada sobre el mismo
espesador de fangos. La cámara dispone de agitación.
Espesamiento por gravedad de fangos estabilizados: De 8 mm de diámetro, se diseña teniendo
en cuenta los sólidos primarios y la cal añadida para su estabilización. La carga de sólidos de
dimensionamiento es 64 Kg/m2/d. La concentración de purga esperable es del 7%. El espesador
va cubierto.
Almacenamiento de fangos primarios estabilizados y espesados: Se trata de un deposito
situado debajo del edificio de deshidratación, con capacidad para tres días de producción. Desde
el aspiran las bombas de tornillo helicoidal que alimentan el secado.
Deshidratación de fangos: Se lleva a cabo previo acondicionamiento con polielectrolito en una
centrifuga decantadora capaz de secar hasta 6 m3/h de fango al 7%, consiguiendo una sequedad
del 28%.
El diseño se ha realizado para un funcionamiento de 12 h/d durante cinco días a la semana.
Foto 15 : Centrífuga deshidratadora de fangos

24
Almacenamiento de fangos deshidratados: Un tornillo transportador horizontal recibe los
fangos secos y los descarga en un tolvin que alimenta un segundo tornillo, esta vezinclinado, que
conduce finalmente el lodo hasta la tolva. Esta, de 70 m3 de capacidad, tiene una autonomía de 5
días de producción.
Foto 16 : Almacenamiento de fangos deshidratados

25
Figura 1: Diagrama de Flujo actual E.D.A.S
PRETRATAMIENTO
DESINFECCION
TRATAMIENTO
PRIMARIO
LINEA DE AGUA
EVACUACIÓN
AL RIO
LINEA DE FANGOS
ESTABILIZACION
DE FANGOS
ESPESAMIENTO
DE FANGOS
DESHIDRATACIÓN
DE FANGOS
ADICION DE CAL
CLORACION
EVACUACIÓN
FANGOS
A VERTEDERO
ADICION
POLIELECTROLITO
DIAGRAMA DE FLUJO ACTUAL E.D.A.S.
Reducción Parámetros
de Contaminación
-Sólidos Suspendidos
Totales: 50 – 60%
- DBO5 : 60 %
Qm d = 25.920 m3/d
DBO5 = 235 mg/l
SST = 150 mg/l
- 1.414.460 kg/anuales
- 22% sequedad de los
fangos
84.067 Kg/anuales
298 Kg/anuales
22.291 Kg/anuales

26
2.2 GENERACIÓN Y DISPOSICIÓN DE LODOS. SITUACION ACTUAL.
2.2.1 INTRODUCCION
En general, los distintos procesos de tratamiento de aguas servidas consideran la separación
por diversos métodos de los residuos sólidos presentes en ellas. Estos residuos son
principalmente; basuras de todo tipo, arenas y fangos. El fango producido en estas operaciones y
procesos de tratamientos, suele ser un liquido o liquido semisólido con un contenido en sólidos
variable entre 0.25 y el 12 % en peso1
.
El fango, de todos los constituyentes eliminados en el tratamiento de aguas servidas, es el de
mayor volumen, y su disposición final es la que presenta mayores dificultades en cuanto a
complejidad y costos.
Por mucho tiempo se ha utilizado como sistemas de disposición final de los fangos, su vertido
al medio ambiente en condiciones reguladas por distintos organismos. En este sentido la
disposición de fangos al mar y al terreno y/o vertederos, además de la incineración de los fangos
son las practicas más usuales en la actualidad. Lo anterior genera problemas de contaminación de
aguas, aire, terreno, sedimentación de cauces, etc. Actualmente el número y la capacidad de los
vertederos existentes se ha reducido, y cada vez es más difícil encontrar una ubicación para
nuevos vertederos que cumplan con los requisitos ambientales, sociales y económicos necesarios.
Esto genera un problema ambiental, pues si bien es cierto existen regulaciones a estas practicas
de vertido, no es menos cierto que las políticas ambientales actuales nos ofrecen una serie de
alternativas para estas practicas que van en pos de un desarrollo sustentable en cuanto al medio
ambiente se refiere.
Los problemas que genera la disposición de fangos o lodos, tienen directa relación con las
características de este:
• El fango esta formado, principalmente, por las sustancias responsables del carácter
desagradable de las aguas residuales no tratadas. Microorganismos, olores, etc.
• Los fangos que se generan a través de los procesos de tratamientos y que deben de ser
evacuados, están compuestos por un gran porcentaje de la materia orgánica presente en las
aguas residuales. Usualmente y a causa de estos tratamientos esta materia se encuentra
presente en una forma distinta a la original, pero manteniendo sus características que la
hacen peligrosa y perjudicial tanto para el medio ambiente como para la salud.
1
Las información técnica delCáp.4.2.1 proviene principalmente de Metcalff y Eddy(1998).

27
• Del fango que se va a evacuar, solo una pequeña parte está compuesto por materia sólida.
En el año 1998, la agencia estadounidense para la protección del medio ambiente (EPA),
había propuesto una nueva legislación para regular el uso y evacuación de fangos procedentes del
tratamiento de aguas residuales. Esta normativa regula las siguientes acciones relacionadas con la
disposición de lodos para:
• aplicación al terreno
• distribución y comercialización
• vertederos específicos para fangos
• incineración
• aplicaciones a la superficie
Actualmente, la aplicación del fango al terreno, tanto como método de evacuación, y como
técnica de recuperación de terrenos marginales para usos productivos y aprovechamiento de los
nutrientes contenidos en el fango, son las practicas mas frecuentes. Esto contrasta con las cada
vez más estrictas legislaciones, que como se ha comentado, norman el vertido de fangos al
terreno, y la dificultad de abrir nuevos vertederos debido a problemas sociales y ambientales
principalmente. A raíz de estos problemas, en la actualidad las lagunas de compostaje, las cuales
almacenan, estabilizan, y distribuyen el fango para su posterior uso como abono o mejorador de
suelos, han adquirido gran popularidad. Otro método que ha adquirido notoriedad es el de
incineración de los fangos, pero esto se enfrenta con las políticas aun más restrictivas
relacionadas con el control de las emisiones al medio ambiente.
Los datos sobre evacuación y eliminación de fangos a nivel mundial actuales son los
siguientes:
Porcentaje de plantas según su tamaño
(m3/día)
Método utilizado < 3.800 3.800 - 38.000 >38.000
Aplicación al terreno 39 39 21
Evacuación a vertederos controlados 31 35 12
Incineración 1 1 32
Distribución y comercialización 11 13 19
Vertidos al mar 1 0 4
Otros 17 12 12
Total 100 100 100
Fuente: EPA. (Metcalf y Eddy, Vol. 1, Ingeniería de aguas residuales.)
Tabla 4 : Síntesis de datos de evacuación y eliminación de fangos a nivel
mundial. Datos EPA

28
2.2.2 NORMATIVA VIGENTE
El vertido de lodos a terrenos preparados especialmente para recibir este tipo de rellenos,
es una de las técnicas de disposición de lodos más comunes y antiguas que se conoce. A pesar
de esto, actualmente es una práctica que se reconoce como obsoleta e insuficiente para asegurar
un medio ambiente libre de contaminación. Esto pues el número y la capacidad de los vertederos
existentes se ha reducido, y cada vez es más difícil encontrar ubicación para nuevos vertederos.
Como consecuencia de ello, el tratamiento y evacuación de los fangos se ha convertido en el
mayor reto para los ingenieros ambientales.
El problema de la evacuación de fangos surge como consecuencia de los grandes
volúmenes de fango que se empezaron a generar con la aparición de métodos de tratamiento de
las aguas residuales más modernos y eficientes.
El incremento de la producción de fangos como resultado de la construcción de mayor
numero de plantas dotadas de tratamientos secundarios y avanzados, acabará inevitablemente por
saturar las actuales vías de evacuación y tratamiento de fangos. Se harán necesarios nuevos
métodos para mejorar el nivel de tratamiento no tan solo de los constituyentes ordinarios de las
aguas residuales, sino también para la eliminación de compuestos específicos (p.e metales). La
eliminación de estos compuestos causara, a su vez, la producción de mayores volúmenes de
fangos que también requerirán tratamiento.
Los vertederos, o rellenos sanitarios previos a la Ley 19.300 eran regulados en su
instalación por la Resolución Nº 2.444 de 1980 del MINSAL, debiéndose además tener presente
el Código Sanitario (art. 11 letra b.-. 12, 13, 14 entrega responsabilidad a los Municipios en
relaciona vertederos urbanos y subsidiaria del sector salud en caso de negligencia grave de los
mismos, sin perjuicio rol fiscalizador, art, 78 a 81 regula en forma genérica condiciones de
aprobación) , y el art. 1 del DFL. Nº 1/ Ley NP 18.796. del MINSAL del 8 de noviembre de 1989
(publicado en el Diario Oficial de 21 de febrero de 1990) que señala que se requiere de
autorización sanitaria expresa la Instalación de todo lugar destinado a la acumulación, selección,
industrialización comercio o disposición final de basuras y desperdicios de cualquier clase.
Posterior a la ley 19.300 todos los rellenos sanitarios son evaluados por el SEIA (Sistema de
Evaluación de Impacto Ambiental), pero por la generalidad de la ley y aspectos de ”política del
SEIA” no es posible exigir aspectos técnicos relevantes en esta etapa de diseño. Ello debido a que
el perfeccionismo técnico, que es el que garantiza la protección ambiental, pudiera entorpecer o
enlentecer la evaluación. Esta lentitud es más que nada por la poca profesionalización y
experticia de los que presentan proyectos del SEIA, que por la demora de los servicios públicos.

29
En la actualidad los vertederos son manejados sin exigencias profesionales específicas,
pudiera ser exigible por ejemplo que los administradores sólo puedan ser profesionales del área
ambiental o con postítulos ambientales y no cualquier persona natural como sucede en estos
momentos.
La Resolución 2.444 (reglamento) sigue siendo válida y a pesar del lenguaje sus conceptos
son plenamente vigentes y son los reguladores. Del mismo modo, el Código Sanitario y sus
facultades permite la sanción y ordena la fiscalización.
De acuerdo a un catastro nacional hecho recientemente por la Comisión Nacional del
Medio Ambiente (CONAMA), de 246 instalaciones de disposición final de residuos sólidos
domiciliarios existentes a lo largo de todo Chile, 174 de ellas no cuentan con la autorización
sanitaria respectiva. De ese total, sólo 11 instalaciones han sido aprobadas a través del Sistema de
Impacto Ambiental (Servicio Salud de Valdivia, Resumen año 2001).
La situación de ilegalidad en que se encuentran muchos vertederos se da a pesar de que el
Código Sanitario sólo les exige normas mínimas para la operación de basurales. Pero los
requisitos que deben cumplir aumentarán en el futuro próximo. Esto, dado que se está elaborando
un reglamento sobre construcción y operación de rellenos sanitarios, otro sobre manejo sanitario
de residuos peligrosos, un anteproyecto de una ley general de residuos, y finalmente un
anteproyecto de reglamento para el manejo de lodos no peligrosos generados en plantas de
tratamiento. Todos ellos, bajo la supervisión y coordinación del Ministerio de Salud.
Por otra parte, se acaba de terminar la última versión de la Propuesta de Política Nacional
sobre Gestión Integral de Residuos, que incorpora comentarios de varios ministerios. También se
está coordinando la elaboración de reglamentos sobre manejo de lodos no peligrosos, sobre
normas de emisión de incineradores y sobre normas de calidad de compost.
Para tener una visión mas acabada del marco legal regulatorio, se incorpora en la sección
anexos (Anexo Nº 2), los principales artículos y leyes vigentes que rigen la actividad.
2.2.3 DISPOSICION DE LODOS E.D.A.S.
Tanto los sólidos y los lodos procedentes del proceso de depuración de las aguas servidas son
recolectados en contenedores especiales, una vez que los lodos han sido estabilizados de la forma
descrita anteriormente, son cargados en camiones tolvas especiales (herméticos), los cuales los
transportan a vertederos autorizados.

30
El vertedero de destino es el de Cachillahue, a 9 Km. de Río Bueno, de propiedad de un
particular. Este como se describió en la introducción de esta Tesis, esta diseñado especialmente
para recibir fangos sépticos provenientes de los procesos de tratamiento de las aguas servidas.
Posee zanjas de 30 metros de largo, 6 metros de ancho y 5 metros de profundidad. El terreno de
las zanjas cuenta con un sello de carbonato de Cal, para prevenir la contaminación del suelo y el
relleno de los lodos se realiza con capas de arcilla. Su vida útil según consta en su Estudio de
Impacto Ambiental es de 10 años y posee una superficie de 4 hectáreas.
La recolección de los lodos se realiza diariamente, este es un servicio contratado al mismo
particular dueño del vertedero, el cual cuenta con camiones tolvas especiales de su propiedad, lo
cual asegura que los residuos que se depositan en el vertedero sean solo los que el particular
estima adecuados y para los cuales esta diseñado el vertedero. El costo de este servicio es de $
3.776.000 mensuales ( $ 3.200.000 + I.V.A/mensuales.), según informo la Empresa
AguasDécima S.A.
Las cantidades de producción de lodos y sólidos, que han sido retirados desde la E.D.A.S.
durante su periodo de funcionamiento son las que se indica en las siguientes tablas4
:
Sólidos (Kg.) Fango (Kg.) Sólidos + Fango
Enero 10.000 39.780 49.780
Febrero 24.160 156.600 180.760
Marzo 25.500 157.200 182.700
Abril 16.040 163.340 179.380
Mayo 13.960 154.940 168.900
Junio 7.580 70.880 78.460
Julio 7.080 80.920 88.000
Agosto 5.660 132.120 137.780
Septiembre 10.560 102.260 112.820
Octubre 16.780 158.760 175.540
Noviembre 12.560 133.400 145.960
Diciembre 12.280 126.640 138.920
TOTAL 162.160 1.476.840 1.639.000
Tabla 5 : Total Residuos Retirados Año 2001
4
Laboratorio AguasDécima, Resumen año 2001 – 2002

31
Sólidos (Kg.) Fango (Kg.) Sólidos + Fango
Enero 14.780 196.580 211.360
Febrero 19.640 186.400 206.040
Marzo 38.400 126.420 164.820
Abril 23.660 174.300 197.960
Mayo 35.340 123.160 158.500
Junio 26.740 54.920 81.660
Julio 20.460 102.440 122.900
Agosto 23.520 57.740 81.260
Septiembre 29.880 67.600 97.480
Octubre 28.900 71.940 100.840
Noviembre 17.780 70.060 87.840
Diciembre 21.280 120.520 141.800
TOTAL 300.380 1.352.080 1.652.460
Tabla 6 : Total Residuos Retirados Año 2002.
Por último, y para tener una visión clara y completa del funcionamiento de la E.D.A.S,
desde su puesta en marcha hasta el año 2002, se entregá en la sección anexos, un resumen
estadístico considerando principalmente el periodo 2002, por ser estos los datos más actuales y
más representativos del proceso que se lleva a cabo en la E.D.A.S., esto a raíz de que en este
periodo se han realizado una serie de obras con el fin de captar y canalizar en forma separada las
descargas de aguas lluvias de las descargas de aguas servidas, ya que en un principio, un
porcentaje importante de las primeras descargas eran captada por la red de colectores que
evacuaba hacia la E.D.A.S.
Los antecedentes están en formato de tablas Excel, y tienen relación con caudales tratados,
cantidades de fango generados, parámetros de contaminación del efluente, análisis químico del
efluente, gasto energético de la E.D.A.S., etc. Todos estos datos fueron aportados por Don
Gerardo Marcuello A., Jefe Departamento de Calidad y Desarrollo, Aguas Décima S.A.

32
3 SISTEMA TOHÁ.
3.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA TOHÁ.
3.1.1 ANTECEDENTES GENERALES.
El Sistema Tohá, es un método de tratamiento de las aguas residuales desarrollado por el
profesor José Tohá Castella, y su equipo de colaboradores en el Laboratorio de Biofísica de la
Universidad de Chile. El objetivo de sus investigaciones fue lograr desarrollar diferentes líneas de
investigación en sistemas de descontaminación ecológicos y de alta eficiencia5
.
En 1994, gracias al apoyo de FONDEF, se construyó en CEXAS, Melipilla (perteneciente
a EMOS, hoy AGUASANDINA) la primera planta de tratamiento de aguas servidas utilizando
esta nueva tecnología, para una población de 1.000 personas.
Los auspiciosos resultados obtenidos a partir de esta experiencia, en cuanto a la alta
eficiencia en la remoción de materia orgánica y micro-organismos patógenos, así como sus bajos
costos de inversión y operación, permitieron concluir favorablemente sobre las ventajas
comparativas de este sistema respecto de las tecnologías tradicionales de tratamiento de aguas
servidas y residuos industriales líquidos orgánicos6
.
En forma paralela, con el objetivo de facilitar la transferencia de esta tecnología, se ha
creado el Programa de Descontaminación de Aguas Servidas y Residuos Industriales Líquidos
Orgánicos, perteneciente a la Fundación para la Transferencia Tecnológica, dependiente de la
Universidad de Chile, el cual realiza los estudios de ingeniería y brinda la asesoría técnica
necesaria para implementar las soluciones que utilizan esta tecnología. Además, este organismo
es el que cuenta con la patente de dicha tecnología (Sistema Tohá, Patente Nº 40.754) por lo que
cualquier intento de utilización de los datos, informaciones, bosquejos, esquemas de diseño, etc.,
relacionados con el estudio y desarrollo de proyectos de saneamiento de aguas residuales que
ocupen esta tecnología, deben de hacerse con el consentimiento y conocimiento de esta
fundación.
5
F.T.T; Fundación para la transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile, Boletín año 2000.
6
Ver sección anexos para mas detalle sobre estos resultados.

33
3.1.2 DESCRIPCION DEL PROCESO:
Existen al menos dos fuentes de contaminación orgánica de las aguas residuales:
• la materia orgánica disuelta y suspendida en la etapa liquida, la cual se encuentra lista para
inducir los procesos de fermentación, y
• la presencia de un variado e inmenso numero de microorganismos, incluidos los patógenos,
que se alimentan del sustrato orgánico.
En la naturaleza las fuentes de agua reciben principalmente oxigeno desde la atmósfera, lo
que permite el desarrollo y mantención de las distintas formas de vida. Sin embargo, la descarga
de sustancias orgánicas promueve el desarrollo de organismos heterótrofos (comen de todo) que
se alimentan de esta ultima a expensas del oxigeno disuelto. Cuando la tasa de respiración es muy
alta, el consumo de oxigeno puede exceder su tasa de solubilización en el agua, con la
consecuente generación de condiciones anoxicas (ausencia de oxigeno). En este escenario solo
logran proliferar microorganismos anaeróbicos, que además inducen condiciones malolientes o
putrefactas (aminas, ácido sulfidrico, sulfuros, entre otros).
La normativa ambiental vigente regula la descarga máxima de sustancias orgánicas en
función de la tasa de respiración que ella induce. La demanda bioquímica de oxigeno (DBO)
mide la tasa de respiración o consumo de oxigeno que induce un liquido vertido sobre el agua.
La DBO5 se expresa como la concentración de oxigeno que se ha consumido en 5 días. La DBO5
del agua potable varia entre 0 y 5 mg O2/L; la del agua servida es alrededor de 300 y la de los
riles de la industria de lácteos entre 2.000 y 3.000 mg O2/L.
Tradicionalmente el tratamiento de las aguas servidas se ha enfrentado a través de sistemas
que inyectan aire, ya que en las burbujas que son inducidas proliferan bacterias aerobias o
facultativas, que consumen y degradan la materia orgánica. Sin embargo se generan lodos
inestables que deben ser tratados para su posterior uso o eliminación como sólidos inertes.
Frente a estos sistemas el empleo de lombrices es una alternativa descontaminante probada y
con bajos costos de inversión y operación. El “biofiltro aeróbico dinámico” o “lombifiltro” es una
tecnología que se esta utilizando con éxito a nivel domiciliario y de la industria de alimentos en
general.
El “lombifiltro” actúa como un filtro percolador que esta compuesto, en orden descendente,
por una capa de humus y lombrices, otra de aserrín y viruta, otra de gravilla y una ultima de
bolones.

34
El agua fluye a través del perfil de la unidad y aproximadamente el 95% de las partículas
orgánicas queda retenida principalmente en el aserrín y viruta. Este es el substrato sobre el cual
actúan las lombrices. De esta forma la materia orgánica de las aguas contaminadas “condimenta”
el aserrín que sirve de alimento para las lombrices.
Fuente: F.T.T; Fundación para la transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile.
Figura 2 : Corte Esquemático Del Biofiltro Aeróbico Dinámico.
Las lombrices consumen la materia orgánica de los afluentes residuales transformándola, por
oxidación, en anhídrido carbónico y agua. Una parte, aproximadamente un tercio, pasa a
constituir masa corporal y la otra fecas, que en ultimo termino dan origen a humus que puede ser
utilizado para mejorar los terrenos; es decir no se generan lodos.
En el proceso se genera una rica flora bacteriana que también contribuye a la degradación de
la materia orgánica presente.
La lombriz utilizada en el biofiltro es la lombriz roja californiana (Eisenia foetida), mide
entre 6 y 8 cm de largo, tiene 3 a 5 milímetros de diámetro y pesa de 0.24 hasta 1.4 gramos. Se
trata de una especie bastante rustica, aunque no soporta la luz solar directa. En general se aparea
cada 7 días y de la unión se deposita una cápsula con 2 a 20 nuevas lombrices que emergen

35
después de 2 a 3 semanas. Estos nuevos individuos maduran sexualmente a los dos o tres meses.
Unido a este alto potencial reproductivo exhiben una gran capacidad de apiñamiento.
La población es proporcional a la cantidad de alimentos que encuentran. Así, para aguas
servidas con DBO5 de 300 mg O2/L alcanza 3 o 4 mil/m2 de biofiltro y con DBO5 de 10.000 mg
O2/L, fácilmente supera las 15 mil/m2.
Las lombrices avanzan excavando el terreno que habitan a medida que comen. Así reciclan, a
través de su tracto intestinal, la materia orgánica, incluida la feca de otros ejemplares. Esta
metería es degradada hasta su ultimo estado de descomposición por efecto de los
microorganismos y recibe el nombre de humus.
Fuente: F.T.T, Fundación para la Transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile.
Foto 17 : Lombriz roja californiana (Eisenia feotida).
Una ventaja importante de este sistema, es la prácticamente nula emanación de olores
desagradables. Desde que el agua es asperjada sobre el biofiltro y sale del sistema transcurren
aproximadamente 40 minutos. Este lapso es bastante corto como para que se generen olores,
pues el agua no alcanza a perder suficiente oxigeno para su descomposición.
El sistema presenta una alta eficiencia en la eliminación de los parámetros contaminantes del
agua. El efluente resultante se caracteriza por la remoción del 99% de los coliformes fecales;
95% de la DBO5; 95% de los sólidos totales; 93% de los sólidos suspendidos volátiles; y 60% a
70% del nitrógeno y del fósforo total.

36
La siguiente gráfica muestra la eficiencia del biofiltro en la reducción de los principales
parámetros de contaminación de las aguas servidas.
Gráfico 1 : Eficiencia del Biofiltro.
Dimensionamiento del Biofiltro:
La eficiencia del biofiltro ha sido determinada en base a estudios de las experiencias de su
aplicación, llegando a determinarse que para aguas servidas el sistema permite el tratamiento de
1.000 lt./m2 por día. Es decir se necesita 1 m2 efectivo de biofiltro para tratar 1 m3 de aguas
servidas.
Proceso:
El sistema consta de dos etapas principales:
En la primera, el agua residual escurre por gravedad a través de un biofiltro constituido por 4
capas de diversos materiales y que contiene micro y macro organismos. Aquí se absorbe y
procesa la materia orgánica.

37
Figura 3 : Esquema del Sistema.
En la segunda etapa del tratamiento, el efluente es derivado a una cámara de irradiación
ultravioleta en donde se logra la eliminación de las bacterias patógenas en menos de 1 minuto.
Gráfico 2 : Eficiencia De La Radiación Ultravioleta.

38
Además, en el diseño de la unidad se debe separar el contenido de grasas y aceites ya que
pueden obstruir el sistema de distribución del agua con que se alimenta el sistema. Para ello se
usan desengrasadores en base a filtros autolimpiantes, entre otros. También es necesario instalar
una cámara de rejas o canastillo para retener sólidos inorgánicos que erróneamente son
descargados en el ril o agua servida y sólidos grandes que pudieran tapar las cañerías.
Ventajas del Sistema Tohá:
Los siguientes elementos diferencian este sistema de los tratamientos tradicionales de
aguas servidas:
- Es un tratamiento global del agua servida, no habiendo tratamientos primarios, secundarios ni
terciarios.
- No hay formación de lodos, ya que la materia orgánica es consumida.
- El biofiltro no se satura, debido a la acción de micro y macroorganismos.
- Es ecológico porque: no se usan aditivos químicos ni se producen residuos contaminantes; hay
poco consumo de energía.
- Es eficiente porque: se alcanza un alto grado de purificación con una remoción de hasta
96% de DBO y sólidos suspendidos.
- Se necesita poco espacio: el agua servida de 5 personas requiere solo 1 m2 de biofiltro para su
tratamiento.
- Es económico porque: los costos de construcción y mantenimiento son menores que en los
sistemas tradicionales y el agua puede ser re-utilizada para regadío.
Estos son, en forma general, las principales ventajas que presenta este Sistema en relación
a otros métodos de tratamiento de aguas. Pero por su alta eficiencia y aplicabilidad existen cuatro
de estas ventajas que serán analizadas en detalle por ser las que más lo distancian de los métodos
tradicionales:

39
1.- No produce lodos inestables
Este nuevo sistema de tratamiento degrada la totalidad de sólidos orgánicos del agua servida, sin
producir lodos inestables como el resto de los sistemas de tratamiento. El Biofiltro no necesita
ningún tipo de decantador de sólidos orgánicos como tratamiento previo; sólo es necesario
instalar una cámara de rejas o canastillo para retener sólidos inorgánicos que son erróneamente
descargados en el agua servida y sólidos grandes que pudieran tapar las cañerías o los sistemas de
regado de los filtros.
2.- El lecho filtrante no se impermeabiliza
El Biofiltro tiene una diferencia muy importante respecto de otros sistemas de filtros, nunca se
colmata o impermeabiliza. Esta característica se debe principalmente a la acción de las lombrices
que, con su incansable movimiento, crean túneles y canales que aseguran en todo momento la alta
permeabilidad del filtro. Los materiales sólidos orgánicos presentes en el agua servida, que
colmatan o tapan otros filtros, en este caso son digeridos por las lombrices.
3.- Bajos costos de inversión y operación
La implementación del Biofiltro requiere principalmente de la construcción de obras civiles,
como movimientos de tierra, estanques enterrados, piping, muros de albañilería y canales de
hormigón. Por otra parte, el Biofiltro tiene bajos requerimientos energéticos, ya que requiere
solamente la energía necesaria para activar las bombas de la planta elevadora y los tubos del
sistema de desinfección por radiación ultravioleta. En general, todos los sistemas requieren de
plantas elevadoras, ya que los colectores de agua servida llegan con cierta profundidad al lugar de
emplazamiento de las plantas de tratamiento y los procesos e instalaciones (por costos) se
realizan y ubican a nivel del suelo. Por otro lado, la operación del sistema es simple y semejante a
prácticas agrícolas, de fácil asimilación por planteros del sector rural o de pequeñas comunidades
agrarias.
4.- Produce un subproducto que puede ser utilizado como abono natural
Debido a que la materia orgánica de las aguas servidas es convertida en masa corporal de
lombrices y en humus de lombriz, cada cierto tiempo puede extraerse los excesos de humus, y así
reconstituir la estratigrafía inicial del Biofiltro, y ser utilizados como excelente abono agrícola
cuyo uso incluso en forma excesiva no daña ni quema las plantas como es el caso de los
fertilizantes químicos. Adicionalmente, se puede destacar que las lombrices pueden ser utilizadas
como alimento de aves o como fuente de materia rica en proteínas.

40
Características Lagunas de
estabilización
Lodos activados Biofiltro dinámico
Superficie Requiere grandes
superficies para retener
el agua de una población
por 20 días o más.
Requiere menor
superficie que las
lagunas pero mayores
que el biofiltro.
Requiere muy poca
superficie dado que el
agua es tratada en
minutos.
Costos de la
inversión en
instalaciones y
equipos
Costo moderado. Rango
típico 50-80 US$/hab.
No se incluye precio del
terreno.
Alto costo. Rango de
precios 100-150
US$/hab. No se incluye
precio del terreno.
Costos muy bajos. Se
estima 15-60 US$/hab.
No se incluye precio
del terreno.
Equipos de control Sencillos, ya que el
sistema funciona por
gravedad.
Complejos dado que
inyecta aire u oxígeno a
presión
Sencillos, ya que el
sistema funciona a
nivel de terreno.
Costos de Operación
y Mantenimiento
Para cumplir las normas
de calidad y evitar la
producción de malos
olores se utilizan
elementos químicos
Para cumplir las normas
de calidad y evitar la
producción de malos
olores se utilizan
elementos químicos
(cloro). Tiene un gasto
energético importante
por los equipos que
inyectan oxígeno (aire)
No utiliza elementos
químicos que dañen el
medio ambiente. Su
gasto energético es
mínimo: costo
operacional de los
equipos de bombeo y
de la cámara de
radiación.
Eficiencia del
tratamiento
Requiere una importante
radiación solar. Por lo
general las reducciones
oscilan en torno al 60%.
Es posible alcanzar la
norma de agua apta para
riego.
Muy eficiente en la
remoción de los
contaminantes y
microorganismos
patógenos. Reducciones
superiores al 90%.
Cumple la norma de
agua apta para riego y
de descarga a cursos de
aguas.
Tabla 7 : Comparación biofiltro vs. Otras tecnologías en el tratamiento de
aguas servidas.
3.1.3 COSTOS Y APLICACIONES:
El Sistema Tohá presenta la gran ventaja de poder ser dimensionado a cualquier escala,
por lo tanto es aplicable a diversos proyectos de saneamiento de aguas. Actualmente existen
plantas destinadas al tratamiento de Riles (principalmente de la industria agroindustrial) que
funcionan con este método, además de plantas de tratamiento de aguas servidas domiciliarias de
distintas dimensiones. De la misma forma es perfectamente aplicable a pequeñas comunidades
que requieran tratar los desechos domésticos que generan y que se encuentran aisladas de los
centros urbanos, o colegios tanto rurales como urbanos.

41
A continuación se entregan detalles de los costos involucrados, datos que fueron
obtenidos de parte de la Fundación para la Transferencia Tecnológica, además de ejemplos de la
aplicación de esta sistema a distintas escalas de dimensionamiento.
Sistema Tohá (Patente Nº 40.754)
Los grados de aplicación potencial son muy amplios. Esto se debe a que el Sistema
Tohá puede ser dimensionado a cualquier escala, mediante módulos.
En plantas de tratamiento de aguas servidas se pueden mencionar:
- Residencias privadas;
- Escuelas;
- Comunidades rurales;
- Balnearios, condominios, campamentos;
- Municipalidades, poblaciones, aeropuertos.
Aplicaciones posibles para tratamiento de riles:
- Mataderos;
- Empresas frutícolas;
- Empresas vitivinícolas;
- En general, toda empresa del área agro-alimenticia.
Algunos ejemplos de instalaciones existentes son:
Foto 18 : Instalación domiciliaria en Pirque, Región Metropolitana

42
Foto 19: Instalación domiciliaria, Pirque, Región Metrpolitana.
-
Foto 21 : Planta Tratamiento Empresas Carozzi (Agrozzi). Caudal = 5.000 m3/día.
Foto 20 : Instalación domiciliaria, abril 2001, San Bernardo

43
Foto 22 : Planta Cexas. Emos, Melipilla
Foto 23 : Planta de tratamiento de riles de la Industria Chilolac, Ancud
- Planta instalada en Colegio Claret, Temuco, para 2000 estudiantes, funciona desde
Agosto 2000.
- Planta de tratamiento de aguas servidas para 2800 usuarios en Huatulame, IV Región.
Funciona desde Mayo 2001.
Los costos directos asociados a la construcción, funcionamiento y mantención de diversas
plantas que ocupan este sistema son7
:
1. Costos de construcción(estimados en dólares)
- Planta domiciliaria: 500 $/persona
- Planta pequeña, 300 personas, 60 $/persona
- Plantas medianas, 10.000 personas, 35$/persona
7
Los valores de los costos de inversión y de operación que se indican en este capítulo fueron obtenidos de: F.T.T;
Fundación para la transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile, Boletín 2001.

44
2. Costos de energía y manutención, en dólares:
- Plantas pequeñas, 300 personas, 3.2$/p, año
- Plantas medianas, 10.000 personas, 2.4$/p, año
Estos costos son aproximados, y su cálculo se realizó en instalaciones en Chile, pues este
sistema ha sido ocupado con éxito en Suiza y EE.UU. entre otros países.
Los cálculos fueron realizados en base a experiencias en las plantas e instalaciones
existentes que ocupan este sistema, y fueron hechos por personal perteneciente a la Fundación
para la Transferencia Tecnológica., de la Universidad de Chile, quienes cuentan con la patente
del sistema como se dijo antes, y además realizan todo los estudios, diseños y asesorías en la
construcción y mantenimiento de plantas de tratamiento, tanto de Aguas Servidas como de Riles
(residuos industriales líquidos de la industria agro alimenticia), que ocupan esta tecnología.
A continuación se entregan tablas resúmenes de los proyectos realizados con este Sistema
por la Fundación para la Transferencia Tecnológica8
. Los Valores asignados como entrada y
salida, corresponden a la DBO.
AÑO
PROYECTOS MODALIDAD
ESTUDIOS Entrada Salida
N° de
Usuarios MANDANTE
1994
Planta de Tratamiento de Aguas Servidas
CEXAS 300 <30 700 personas EMOS
1995
Población Arboledas, comuna de Peumo, VI
Región. 300 <30 200 personas I.M. de Peumo
1997
Localidad de El Melón, 12.000 personas,
Nogales, V Región 300 <30
12.000
personas I.M. de Nogales
1997
Loteo Inmobiliario Mirador del Valle, Colina,
R.M. 300 <30 850 personas Loteo Mirador del Valle
1998
Empresas Carozzi S.A., división Agrozzi, Planta
Teno 300 <30
1.200
Trabaja Empresas Carozzi S.A.
1999 Colegio Campus Claret, Temuco. 300 <30
4.000
alumnos Colegio C Claret
1999
Población San Marcelo, comuna de Vilcún, IX
Región. 300 <30 300 personas Constructora F Moreno O.
1999 Poblaciones P. Nolasco y Raiandoba, VII región 300 <30 150 personas I.M. de Maule
2000
Condominio Inmobiliaria Collahuasi del Lago
Villarrica, IX Región. 300 <30 120 personas SICLA
2001 Loteo Hacienda Chacabuco. 300 <30 200 personas Constructora QMP
Población Mina Caracoles, I.M. Rinconada de
Los Andes 300 <30 600 personas I. Collahuasi del Lago
Tabla 8 : Proyecto de Aguas servidas realizados por la F.T.T.
8
Datos aportados por la F.T.T; Fundación para la transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile.

45
Caudal
AÑO
PROYECTOS MODALIDAD
ESTUDIOS Entrada Salida m3 / día MANDANTE
1997 Chilolac. Ancud X Región 2000 <35 150 Coop. Agrop. Chilolac
1998 Empresas Carozzi S.A., Planta Nos. R.M 2000 <100 300 Empresas Carozzi S.A.
1998
Empresas Carozzi S.A., división Agrozzi, Planta
Teno 1100 <200 10000 Empresas Carozzi S.A.
1999
Planta de Tratamiento de Riles Frigocol Ltda.
(matadero y frigorífico), Lihueimo, VI Región. 2000 <300 90 Empresas Carozzi S.A.
1999
Planta de Tratamiento de Riles Piloto, Viña
Undurraga S.A. 10000 <300 20 Empresas Carozzi S.A.
Del Monte
2001
Calificación Industrial para plantas industriales y
planta de tratamiento piloto en San Felipe,
Empresa Del Monte Fresh
2002 Productos Ambrosoli, Planta Reñaca. 20000 <2000 150 Empresas Carozzi S.A
Tabla 9 : Proyecto de Tratamiento de Riles realizados por la F.T.T.
AÑOS
PROYECTOS MODALIDAD
ESTUDIOS Y/O ESTUDIO Entrada Salida
<Numero
de
Usuarios MANDANTE
2001
Campamento minero Disputada de Las Condes
(proyecto y Construcción) 300 <30 120 personas Constructora COSAPI
2002
Colegio Pocillas, Pocillas, Cauquenes. (proyecto
y construcción) 300 <30 120 alumnos Comuna de Cauquenes
2002
Colegio Viña Tagua Tagua, San Vicente de
Tagua Tagua. (proyecto y construcción) 300 <30 150 alumnos I M San Vicente
2002
Diseño de planta de tratamiento sin generación
de Lodos en Localidad de Cancura X Región,
(estudio) 300 <30
2500
personas Municipalidad de Osorno
2002
Colegio Ester Uribe, La posada, Cauquenes.
(Estudio y Construcción) 300 <30 120 alumnos Comuna de Cauquenes
EJEC. Empresa Proacer S.A. (Estudio y Construcción) 300 <30 300 Personas Proacer S.A
Tabla 10 : Proyecto de Aguas servidas asesorados por la F.T.T.

46
Caudal
AÑO
PROYECTOS MODALIDAD
ESTUDIOS Entrada Salida m3/Día MANDANTE
2002
Frigorífico Osorno, X Región (Proyecto y
Construcción) 4000 <300 400 Frigorífico Osorno
2002 Cecinas Llanquihue, X Región, (Proyecto) 2500 <300 180 Cecinas Llanquihue
2002
Sociedad Agrícola y Lechera de Loncoleche
S.A., Osorno, X Región, Piloto 750 m2,
(proyecto Piloto) 2000 <300 200 Loncoleche S.A.
2002
Pesquera Fjord Seafood, Planta de Procesadora
de Salmones, X Región, 500 m2 (Proyecto
Piloto) 1500 <35 35 Pesquera Fjord Seafood
2002
Levaduras Collico, Valdivia X Región. (Proyecto
Piloto) 500 m2 20000 <300 50 Levaduras Collico
2002
Soprole S.A., planta Piloto San Bernardo
(Proyecto) 2000 <40 5 Soprole S.A.
2002
Impresos y Cartonajes S.A. planta Físico
Química y Biológica (Proyecto y Construcción) 1800 <250 70 Impresos y Cartonajes
2001
Pesquera Pacific Star, Planta de Harina de
Pescado X Región, Castro, Sistema Físico
Químico (proyecto) 800 <50 200 Constructora Capemar
EJEC.
Conservas Centauro, Quillota, sistema Físico,
Químico y Biológico (proyecto) 1500 <35 600 Conservas Centauro
Tabla 11 : Proyecto de Tratamiento de Riles asesorados por la F.T.T.
Como se ve, la gran cantidad de plantas que utilizan este sistema, unido al flujo constante
de información que el monitoreo de estas produce, ha llevado configurar un marco teórico
fundado en la experiencia adquirida, que ha permitido poder establecer criterios claros de diseño
para las distintas necesidades de saneamiento requeridas por la población.
3.2 APLICABILIDAD DEL SISTEMA TOHA A LA E.D.A.S.
En la actualidad, y como se describió anteriormente, la E.D.A.S. contempla un tratamiento
primario con desinfección mediante cloración de las aguas servidas y la evacuación de los lodos
separados mediante decantación, espesado, estabilización y deshidratación mecánica, a
vertederos autorizados. En la medida que sea necesario, la intensidad del tratamiento puede
aumentarse, incorporando procesos adicionales (tratamientos secundarios y hasta terciarios), sin
afectar con ello el funcionamiento de esta primera etapa.
En contrapartida con esto, la aplicación del sistema Tohá en la E.D.A.S., presenta la ventaja
de que este sistema, como se ha indicado anteriormente, es un sistema global de las aguas
servidas, es decir no separa los procesos en tratamientos primarios, secundarios o terciario, sino
que es un solo proceso que cumple con las funciones y objetivos que estos procesos realizan en
forma separada. Los requerimientos de este sistema para su buen funcionamiento son que las
aguas servidas sean esparcidas sobre el biofiltro sin presencia de sólidos gruesos y finos, arenas
ni grasas. Como se describió en el punto 2.1.3, la E.D.A.S., cuenta con un sistema de eliminación

47
de sólidos flotantes gruesos y finos, además de arenas y grasas, que se ubica inmediatamente
después de la cámara de entrada de las E.D.A.S. Esta instalación cumple con los requisitos
necesarios para ser ocupada como la primera parte de la línea de tratamiento una vez que se
instaure el Sistema Tohá en la E.D.A.S.
A continuación, el tratamiento consistiría en canalizar las aguas servidas salientes de esta
cámara de desbaste y desarenado, y conducirla mediante colectores hacia los biofiltros, en los
cuales se esparce mediante aspersores en la superficie de estos. Como actualmente después del
desbaste de sólidos las aguas servidas son llevadas hacia los decantadores primarios, es necesario
interceptar esta línea y cambiar su destino final desde los decantadores hacia los biofiltros.
Como se puede notar, al conducir las aguas servidas hacia los biofiltros, los decantadores
primarios quedarán en desuso, puesto que como se dijo, el Sistema Tohá es un sistema global de
tratamiento, que en el caso de la E.D.A.S., reemplazará al tratamiento primario existente de
decantación de sólidos. Esto puede ser considerado como una desventaja de la aplicación de este
sistema en la E.D.A.S., puesto que el hecho de dejar sin uso instalaciones que son relativamente
nuevas, puede ser considerado como una perdida de la inversión inicial. De todas maneras se
considera que estos decantadores pueden ser utilizados como una línea de emergencia o de alivio
del sistema en caso de ser necesarios por una u otra razón.
Un punto a solucionar es la ubicación de los biofiltros. Estos son módulos rectangulares de
13 metros de ancho por 55 metros de largo, lo cual nos da una superficie por filtro de 715 m2,
con una altura de 1.5 m.
Si consideramos las condiciones de diseño de la planta de tratamiento especificadas en el
punto 2.1.2, notamos que el caudal de diseño es de 25.920 m3/d, para esto y de acuerdo a la
eficiencia del biofiltro que es de 1m3 de agua tratada por 1 m2 de biofiltro aproximadamente,
necesitamos 37 módulos de 13x 55 m, lo que en total nos da un área total de biofiltro de 26.455
m2, es decir necesitamos una área de aproximadamente 3.5 hectáreas libres (ver lámina Nº 1,
Anexo Nº 5) para el emplazamiento de los biofiltros, además de los caminos laterales en los
cuales circularan eventualmente camiones tolva necesarios para realizar la recarga de la capa de
aserrín que debe ser repuesta cada cierto tiempo
Actualmente la E.D.A.S. cuenta con un área libre de 2.0 hectáreas, las cuales están
destinadas a recibir las instalaciones para futuros tratamientos secundarios o terciarios. Estos
mismos terrenos serán los utilizados para emplazar los biofiltros y la zona de caminos interiores
necesarios. Por lo tanto, será necesario adquirir un terreno de 1.5 hectáreas, vecino a la E.D.A.S.,
con el fin de cumplir con el requerimiento de la superficie de terreno necesario para la

48
construcción de los módulos y los caminos interiores. Se destaca el hecho de que los terrenos
aledaños a la E.D.A.S. sufrieron una depreciación en su valor comercial, precisamente por
encontrarse contiguos a un proyecto de saneamiento de aguas servidas.
Foto 24: Vista parcial terrenos EDAS a emplazar biofiltros
Foto 25 : Vista total terrenos EDAS a emplazar biofiltros
Todo el sistema de canalización para repartir las aguas servidas se realizará en forma
subterránea y la captación de las aguas tratadas se llevará mediante canalización subterránea
también hacia la cámara de cloración existente.

49
El Sistema Tohá considera como forma de eliminación de los organismos patógenos la
radiación ultravioleta, bajo estas condiciones y debido al bajo contenido de sólidos suspendidos,
se lleva acabo la eliminación prácticamente total de los patógenos presentes en las aguas servidas
tratadas. De esta forma estas aguas pueden ser reutilizadas principalmente para su uso en riego.
En la actualidad, la E.D.A.S. cuenta con un sistema de desinfección consiste en la adición de una
solución acuosa de cloro. No es necesario reemplazar este método de desinfección por el método
de desinfección por radiación ultravioleta, pues el destino final de las aguas no es su reutilización
de ningún tipo sino que su vertido al caudal del río a través de un emisario que evacua en el
sector de las Mulatas Alto y el método de cloración utilizado cumple con las normas de emisión
vigente, esto es, menos de 1.000 coliformes fecales por 100 mL de agua. (D.S. Nº 90 de 2000 del
Ministerio Secretaría General de la Presidencia (DO 07.03.2001)).
La materialización de todas las interconexiones y las interferencias de colectores existentes
se llevará a cabo mediante los métodos tradicionales, utilizando las piezas especiales existentes
en el mercado, válvulas, tees, uniones, reducciones, etc.9
Para una mejor comprensión de lo descrito anteriormente, se presenta a continuación el
diagrama de flujo, que representá la línea de tratamiento que tendrá las aguas servidas en la
situación con proyecto, es decir al implementar el Sistema Tohá.
9
Ver capitulo 3.3

50
Figura 4: Diagrama de Flujo Sistema Tohá.
PRETRATAMIENTO
DESINFECCION
LINEA DE AGUA
CLORACION
DIAGRAMA DE FLUJO APLICANDO SISTEMA TOHÁ
TRATAMIENTO
GLOBAL DE LAS
AGUAS SERVIDAS
MEDIANTE
SISTEMA TOHÁ
INSTALACIONES Y PROCESOS EXISTENTES QUE SE ADOPTAN
EN LA NUEVA LINEA DE TRATAMIENTO
INSTALACIONES Y PROCESOS PROYECTADOS
PARA IMPLEMENTAR EL SISTEMA TOHÁ
Qm d = 25.920 m3/d
DBO5 = 235 mg/l
SST = 150 mg/l
6.687 Kg/anuales
EVACUACIÓN
AL RIO
Reducción Parámetros
de Contaminación
-Sólidos Suspendidos
Totales: 95%
- DBO5 : 95 %

51
El presente proyecto de cambio de la línea de tratamiento de la E.D.A.S., se debe someter al
SEIA, según consta en el articulo 3, punto o) del D.S Nº 30 del Reglamento del Sistema de
Evaluación de Impacto Ambiental:
“Artículo 3.- Los proyectos o actividades susceptibles de causar impacto ambiental, en
cualesquiera de sus fases, que deberán someterse al Sistema de Evaluación de Impacto
Ambiental, son los siguientes:
o) Proyectos de saneamiento ambiental, tales como sistemas de alcantarillado y agua
potable, plantas de tratamiento de agua o de residuos sólidos de origen domiciliario,
rellenos sanitarios, emisarios submarinos, sistemas de tratamiento y disposición de
residuos industriales líquidos o sólidos.”
Según el Titulo III, párrafo 2º, articulo 14 del mismo reglamento, corresponde efectuar
una Declaración de Impacto Ambiental (DIA):
“Artículo 14.- El titular de todo proyecto o actividad a que se refiere el artículo 3 de este
reglamento, o aquellos que se acojan voluntariamente al Sistema de Evaluación de Impacto
Ambiental, que no generen o presenten alguno de los efectos, características o circunstancias de
los señalados en el artículo 11 de la Ley, deberá presentar ante la Comisión Regional del Medio
Ambiente respectiva o ante la Dirección Ejecutiva de la Comisión Nacional del Medio Ambiente,
según sea el caso, una Declaración de Impacto Ambiental, bajo la forma de una declaración
jurada, en la cual expresará que cumple con la legislación ambiental vigente, acompañando todos
los antecedentes que permitan al órgano competente evaluar si su impacto ambiental se ajusta a
las normas ambientales vigentes.”
En conclusión, desde un punto de vista general, el proyecto es aplicable técnicamente a la
E.D.A.S. de Valdivia, requiriendo sí de una superficie de terreno superior en una hectárea y
media a la actualmente disponible.
3.3 INGENIERIA DEL PROYECTO.
En esta sección se detallan las instalaciones y obras que serán necesarias realizar para
implementar el Sistema Tohá en la E.D.A.S.
Los diseños de trazados, instalaciones y equipamientos que están involucrados en el
proyecto fueron realizados en base datos aportados por la Fundación para la transferencia
tecnológica de la Universidad de Chile, los cuales fueron analizados y aplicados a la realidad de
la E.D.A.S. Asimismo el dimensionamiento de la planta se basa en antecedentes producto de la
experiencia que se ha recopilado en el funcionamiento de plantas que han sido construidas
aplicando esta tecnología. Hay que destacar en este sentido, que si bien es cierto este es un

52
método relativamente nuevo, la experiencia de su aplicación ha entregado excelentes resultados,
los cuales han permitido mejorar los diseños y criterios de dimensionamiento hasta llegar a
valores óptimos y precisos para las distintas condiciones iniciales al proyectar una nueva planta o
una modificación de una ya existente.
En esta etapa se hará una descripción de todas las obras involucradas en el proyecto, sin
embargo no se entrara en detalles de procesos constructivos así como tampoco se realizara un
diseño en detalle de la ingeniería de las obras. Esto pues el fin de este trabajo es realizar un
análisis de factibilidad de la aplicación de este sistema a la E.D.A.S. y para esto solo es necesario
conocer las obras involucradas, así como también las cubicaciones de obra, con el fin de poder
realizar un presupuesto que nos permita evaluar el costo total de la implementación de este
sistema.
Se adjuntan con esta sección (anexo Nº5) los siguientes planos:
- Lamina Nº 1: Plano de emplazamiento de los biofiltros
- Lamina Nº 1: Plano de emplazamiento de las redes de distribución de las aguas servidas.
- Lamina Nº 1: Plano de emplazamiento de la red de evacuación de las aguas tratadas.
- Lamina Nº2: Isométricas redes de distribución a biofiltros y Caudales de la red de evacuación.
- Lamina Nº 3: Plantas y levantamientos biofiltro.
- Lamina Nº 4: Perfiles transversales y detalles biofiltro.
- Lamina Nº 5: Detalles especiales.
Estas láminas contienen las características principales del diseño de las instalaciones de la
obra en cuestión, en ellas se especifican los emplazamientos, trazados, diseño de estructuras,
piezas especiales, etc., en función de las cuales se ha realizado la cubicación del proyecto.
Como se expuso anteriormente, los criterios de dimensionamiento y eficiencia del biofiltro
fueron calculados enbase a datos otorgados por la Fundación para la Transferencia Tecnológica.
Como base de partida para el dimensionamiento de los biofiltros, se utilizaron los mismos
valores de diseño ocupados para dimensionar la E.D.A.S. en su etapa original. Se tomaronen
consideración solamente los valores de las cargas de entrada, es decir:

53
Caudales y cargas de diseño
- Qm d = 25.920 m3/d
- Qm h = 1.080 m3/d
- Qmax h = 1.890 m3/h
- DBO5 = 235 mg/l
- SST = 150 mg/l
- Coliformes fecales = 10E8 NMP/100 ml
Notamos que tenemos un caudal máximo diario de 25.920 m3/d.
Según la sección 2.1.2, la eficiencia del biofiltro es la siguiente:
Esta eficiencia fue determinada por la Fundación para la Transferencia Tecnológica, y son
valores totalmente comprobados y corroborados por este organismo, en base a evaluaciones
hechas a los resultados obtenidos a lo largo de años de estudios realizados a las plantas
existentes que ocupan este sistema, y que como se mencionó, han logrado tabular valores de
dimensionamiento y eficiencia precisos para las distintas necesidades de saneamiento de las
aguas servidas.
Además en una primera etapa de proyección de la planta, se mantuvo conversaciones con
Don Mauricio Torres E., Secretario Ejecutivo de esta Fundación, con quien en conjunto y
analizando los datos de diseño y las características de las aguas servidas que son tratadas por la
E.D.A.S., se llegó a la conclusión de que este era un valor optimo de diseño.
Se adjunta en la sección anexos un certificado extendido por dicha Fundación, el cual ratifica
lo expuesto anteriormente.
Según este valor de diseño, se necesita un área efectiva de biofiltro de 25.920 m2, para
tratar las aguas servidas captadas por la E.D.A.S. en un día.
El biofiltro esta contenido en módulos de albañilería confinada, con una losa de hormigón
armado con malla Acma en su fondo. Se diseñan módulos de 55 metros de largo por 13 metros de
EFICIENCIA BIOFILTRO = 1m3 de agua tratada / 1 m2 efectivo de Biofiltro

54
ancho, según se especifica en las láminas Nº 3 y 4. La altura del muro de albañilería es de 1.5
metros.
Para lograr cumplir con el requerimiento de 25.920 m2 de biofiltro, se necesita construir 37
de estos módulos, lo cual nos permitirá contar con un área efectiva de biofiltro de:
AREA EFECTIVA BIOFILTRO = 37 MODULOS x (55 x 13 METROS)
Se adoptó este diseño del módulo según recomendaciones de la misma Fundación, por ser un
diseño ya utilizado y con buenos resultados.
Una vez determinada la cantidad de módulos a construir, se realiza la determinación del
emplazamiento que tendrán estos en el terreno que pertenece a AguasDécima S. A, y que
actualmente ocupa la E.D.A.S. así como también el trazado de las redes de repartición de las
aguas servidas hacia los biofiltros, y las redes de evacuación de las aguas ya tratadas hacia la
cámara de cloración. Todas las obras nuevas, se han diseñado en base a los planos y antecedentes
que conforman el proyecto original de la E.D.A.S.10
, principalmente en los aspectos que tienen
relacion con las cotas y niveles de trabajo de la actual estación depuradora.
Además de los módulos, será necesario determinar zonas de caminos tanto vehiculares como
peatonales. Los primeros para el transito de camiones tolva, los cuales tendrán por misión realizar
la recarga de la capa de aserrín de los biofiltros, la cual como se mencionó en la sección de
descripción del Sistema Tohá, actúa en conjunto con la materia orgánica de las aguas servidas,
formando el alimento que consumen las lombrices. De esta manera una parte de esta capa de
aserrín es consumida en el proceso de tratamiento, por lo cual es necesario recargar los biofiltros
cada cierto tiempo. Los caminos vehiculares se proyectan de un ancho de 4 metros y se considera
transito en una dirección. La carpeta de rodadura tendrá un espesor de 15 centímetros y será de
material granular estructural de un TMN de 2”. Asimismo la súbbase será del mismo material de
la carpeta de rodadura, pero de TMN 4”, con un espesor también de 15 centímetros. El detalle de
esto se encuentra en la Lamina Nº 4. Este camino fue diseñado con estas características
considerando que el transito que tendrá será solamente de camiones tolva cargados con aserrín
exclusivamente y su frecuencia de uso será mínima.
10
Plan de Saneamiento de Valdivia IV Etapa. Planta de tratamiento de las aguas servidas de la ciudad de Valdivia.
Infilco Ltda. Junio 1997.
AREA EFECTIVA BIOFILTRO = 26.455 M2

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