Cd 4925

I
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
MODELOS DE GESTIÓN ECOLÓGICOS PARA LAS AGUAS
RESIDUALES DE PEQUEÑAS POBLACIONES DE LA AMAZONÍA,
CASO DE ESTUDIO SUCÚA
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO AMBIENTAL
GABRIELA ESTEFANÍA OLMEDO BECERRA
gabiolmedo27@hotmail.com
MAYRA ELIZABETH PAREDES SÁNCHEZ
maelyp@live.com
DIRECTOR: MSc. MARCELO MUÑOZ
marcelo.munoz@epn.edu.ec
Quito, Junio 2013

II
DECLARACIÓN
Nosotras, Gabriela Olmedo y Mayra Paredes, declaramos que el trabajo aquí
descrito es de nuestra autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que hemos consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido en la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
___________________________ __________________________
GABRIELA OLMEDO MAYRA PAREDES

III
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Gabriela Olmedo y Mayra
Paredes, bajo mi supervisión.
________________________________
PROF. ING. MARCELO MUÑOZ
DIRECTOR DEL PROYECTO

IV
AGRADECIMIENTO
A Dios por guiarnos en este arduo camino y darnos las fuerzas necesarias para
culminar esta meta.
A nuestros padres y hermanos que fueron un apoyo en nuestros estudios
impulsándonos para superarnos diariamente.
A nuestros profesores por habernos impartido su conocimiento siempre
orientándonos para ser profesionales con ética, de manera especial el
agradecimiento para nuestro director de tesis por su paciencia y el tiempo
prestado.
Al Ilustre Municipio de Sucúa, al Alcalde Dr. Saúl Cárdenas, al Ing. Saltos, y al
Eco. Carlos Coronel (COMAGA) por darnos acceso a la información necesaria
para la realización de este proyecto, un agradecimiento especial al señor
Fernando Solís por estar siempre presto a ayudarnos.
A nuestros queridos amigos y compañeros Christian, Ricardo, Gabriela, Andrea,
Ernesto, María Cristina, Carlos, Jesy, Eri, Carlitos, Michael, Marquitos, Dany,
Diego, Marco y a todos los que de alguna manera formaron parte de esta etapa.

V
DEDICATORIA
A mis padres que son el motor de mi vida y a la memoria de mi abuelita Gloria por
tanto amor recibido
Mayra Elizabeth Paredes Sánchez
A mis padres que no han dejado de velar por mi superación personal y
profesional, a mis hermanos para que sigan esforzándose en culminar cada una
de sus metas, y al resto de mi familia que está presente en todo momento.
Gabriela Estefanía Olmedo Becerra

VI
ÍNDICE
DECLARACIÓN ..................................................................................................... II
CERTIFICACIÓN .................................................................................................. III
AGRADECIMIENTO.............................................................................................. IV
DEDICATORIA....................................................................................................... V
INDICE .................................................................................................................. VI
INDICE DE FIGURAS .........................................................................................XIV
INDICE DE TABLAS ...........................................................................................XVI
LISTADO DE FOTOGRAFÌAS ..........................................................................XVIII
RESUMEN ..........................................................................................................XIX
CAPÍTULO 1 .......................................................................................................... 1
ASPECTOS GENERALES..................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................ 1
1.2 OBJETIVOS ........................................................................................ 4
1.2.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................ 4
1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICOS.................................................................. 4
1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................. 5
1.4 MARCO LEGAL .................................................................................. 6
CAPÍTULO 2 .......................................................................................................... 9
INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA....................................................................... 9
2.1 INFORMACIÓN GENERAL DE LA CIUDAD DE SUCÚA ................... 9
2.1.1 UBICACIÓN ........................................................................................ 9
2.1.2 CLIMA ................................................................................................. 9
2.1.2.1 TEMPERATURA ............................................................................... 10
2.1.2.2 PLUVIOSIDAD .................................................................................. 10
2.1.3 ALTITUD ........................................................................................... 11

VII
2.1.4 DIVISIÓN POLÍTICO-ADMINISTRATIVA......................................... 11
2.1.5 SUPERFICIE.................................................................................... 12
2.1.6 GEOMORFOLOGÍA......................................................................... 12
2.1.7 USOS DE LA COBERTURA VEGETAL........................................... 13
2.1.8 ECOSISTEMAS ............................................................................... 13
2.1.9 HIDROGRAFÍA DE SUCÚA............................................................. 14
2.1.9.1 RÍO UPANO ..................................................................................... 14
2.1.9.2 RÍO TUTANANGOZA....................................................................... 15
2.1.9.2.1 CARACTERÍSTICAS DEL RÍO TUTANANGOZA ................... ……..15
2.1.9.2.2 USOS DEL RÍO TUTANANGOZA.................................................... 16
2.1.9.2.3 CONDICIONES DEL RÍO TUTANANGOZA...................................... 16
2.1.10 POSIBLES RIESGOS NATURALES EN SUCÚA ............................ 17
2.1.11 ANÁLISIS DEL ÁREA PARA LA POSIBLE UBICACIÓN DE LA
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.................................... 18
2.2 AGUAS RESIDUALES ..................................................................... 19
2.2.1 DEFINICIÓN DE AGUAS RESIDUALES ......................................... 19
2.2.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL.................................. 19
2.2.2.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS......................................................... 20
2.2.2.1.1 SÓLIDOS TOTALES ......................................................................... 20
2.2.2.1.2 OLORES…........................................................................................ 21
2.2.2.1.3 TEMPERATURA ............................................................................... 21
2.2.2.1.4 DENSIDAD........................................................................................ 22
2.2.2.1.5 COLOR…........................................................................... ………….22
2.2.2.1.6 TURBIEDAD...................................................................................... 22
2.2.2.2 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS...................................................... 22
2.2.1.2.1 COMPUESTOS ORGÁNICOS.......................................................... 22
2.2.1.2.2 INORGÁNICOS................................................................................. 26
2.2.1.2.3 GASES.............................................................................................. 27
2.2.1.3 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS.................................................. 28
2.2.1.3.1 MICROORGANISMO ........................................................................ 28
2.2.1.3.2 PLANTAS Y ANIMALES ................................................................... 30

VIII
2.3 EFECTOS DE LA INCORRECTA GESTIÓN DE AGUAS
RESIDUALES....................................................................................................... 30
2.3.1 SOCIALES ........................................................................................ 31
2.3.1.2 EFECTOS EN LA SALUD ................................................................. 31
2.3.2 AMBIENTALES ................................................................................. 32
2.3.2.2 DETERIORO DEL RECURSO HÍDRICO .......................................... 32
2.3.2.2.1 APORTE DE NUTRIENTES.............................................................. 32
2.3.2.2.2 DISMINUCIÓN DEL OXÍGENO DISUELTO...................................... 32
2.3.2.2.3 DISMINUCIÓN DE LA CAPACIDAD DE AUTODEPURACIÓN DE UN
RÍO O UN CAUCE ............................................................................................... 32
2.3.2.3 OLORES GENERADOS POR LAS AGUAS RESIDUALES.............. 33
2.3.3 ECONÓMICOS ................................................................................. 33
2.4 SISTEMAS ECOLÓGICOS DE GESTIÓN PARA AGUAS
RESIDUALES....................................................................................................... 34
2.4.1 SISTEMA DE TRATAMIENTOS NATURALES ................................. 38
2.4.1.2 LAGUNAS ANAEROBIAS................................................................. 38
2.4.1.3 LAGUNAS FACULTATIVAS.............................................................. 38
2.4.1.3.1 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LAGUNAS
FACULTATIVAS................................................................................................... 38
2.4.1.3.2 EFICIENCIA DE LAS LAGUNAS FACULTATIVAS........................... 40
2.4.1.4 LAGUNAS AEROBIAS DE MADURACIÓN....................................... 40
2.4.1.4.1 FUNCIONAMIENTO DE LAS LAGUNAS DE MADURACIÓN........... 40
2.4.1.3.3 LAGUNAS DE BAJO CALADO ......................................................... 40
2.4.2 SISTEMAS ANAEROBIOS................................................................ 41
2.4.2.1 REACTOR ANAEROBIO .................................................................. 41
2.4.2.1.1 FUNCIONAMIENTO DE UN REACTOR ANAEROBIO..................... 41
2.4.2.1.2 EFICIENCIA DEL REACTOR ANAEROBIO...................................... 42
2.4.3 SISTEMAS DE APLICACIÓN AL SUELO ......................................... 42
2.4.3.1 IRRIGACIÓN..................................................................................... 43
2.4.3.2 SISTEMAS DE INFILTRACIÓN RÁPIDA (IR) ................................... 44
2.4.3.2.1 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE INFILTRACIÓN RÁPIDA ... 44
2.4.3.2.2 EFICIENCIA DEL SISTEMA IR......................................................... 45
2.4.3.2.3 MOTIVOS PARA APLICAR INFILTRACIÓN RÁPIDA....................... 45

IX
2.4.3.2.4 RESTRICCIONES DEL SISTEMA IR................................................ 46
2.4.3.3 HUMEDALES.................................................................................... 46
2.4.3.3.1 CARACTERÍSTICAS DEL HUMEDAL .............................................. 47
2.4.3.3.2 EFICIENCIA DEL HUMEDAL DE FLUJO PISTÓN ........................... 49
CAPÍTULO 3 ........................................................................................................ 50
INVESTIGACIÓN DE CAMPO ............................................................................. 50
3.1 ANÁLISIS POBLACIONAL................................................................ 50
3.1.1 DINÁMICA POBLACIONAL DEL CANTÓN SUCÚA ......................... 52
3.1.2 PROYECCIÓN POBLACIONAL ....................................................... 54
3.1.2.3 ANÁLISIS EXPONENCIAL............................................................... 54
3.2 CARACTERÍSTICAS DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD
SUCÚA………............................................................................................. ……..58
3.2.1 PROCEDIMIENTO PARA MONITOREO DE AGUAS RESIDUALES 58
3.2.1.1 MATERIALES.................................................................................... 58
3.2.1.2 PROCEDIMIENTO............................................................................ 58
3.2.2 RESULTADOS DEL LABORATORIO ............................................... 61
3.2.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS........................................................... 62
3.2.3.1 DOTACIÓN DE AGUA ...................................................................... 62
3.2.3.2 CAUDAL MEDIO ACTUAL DE LA CIUDAD DE SUCÚA .................. 63
3.2.3.3 CARGA ORGÁNICA ESPERADA..................................................... 63
3.3 CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES............................................ 65
3.3.1 FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA CANTIDAD DE AGUA
RESIDUAL…… .................................................................................................... 66
3.3.2 VARIACIÓN DE LOS CAUDALES DE LAS AGUAS RESIDUALES . 66
3.3.3 CAUDAL DE DISEÑO PARA LA CIUDAD SUCÚA........................... 67
3.3.3.1 CAUDAL MEDIO............................................................................... 67
3.3.3.2 CAUDAL MÁXIMO ............................................................................ 68
3.3.3.3 CAUDAL MÍNIMO ............................................................................. 69
3.3.4 CARGA ORGÁNICA DE DISEÑO.................................................... 69
CAPÍTULO 4 ........................................................................................................ 71
PROPUESTA DE MODELOS DE GESTIÓN DE AGUAS RESIDUALES ............ 71

X
4.1 SISTEMAS AEROBIOS .................................................................... 71
4.1.1 ALTERNATIVAS ANALIZADAS ........................................................ 71
4.1.1.2 LAGUNAS DE MADURACIÓN.......................................................... 72
4.1.1.2.1 LAGUNAS DE MADURACIÓN CONVENCIONALES ....................... 72
4.1.1.2.2 LAGUNAS DE MADURACIÓN DE BAJO CALADO.......................... 72
4.1.2 PARÁMETROS DE DISEÑO............................................................. 73
4.1.2.2 LAGUNAS DE MADURACIÓN.......................................................... 73
4.1.2.2.1 LAGUNAS DE MADURACIÓN CONVENCIONALES ....................... 73
4.1.2.2.2 LAGUNAS DE MADURACIÓN DE BAJO CALADO.......................... 74
4.2 SISTEMAS ANAEROBIOS................................................................ 74
4.3 SISTEMAS DE APLICACIÓN AL SUELO ......................................... 76
4.3.1.1 HUMEDALES.................................................................................... 76
4.3.1.2 INFILTRACIÓN RÁPIDA ................................................................... 77
4.3.2.1 HUMEDALES.................................................................................... 78
4.3.2.2 INFILTRACIÓN RÁPIDA ................................................................... 79
4.4 SISTEMAS COMBINADOS............................................................... 80
4.4.1 ALTERNATIVA ACTUAL: PRETRATAMIENTO + LAGUNAS
ANAEROBIAS + LAGUNAS FACULTATIVAS ..................................................... 80
4.4.1.1 ANÁLISIS PREDISEÑO ................................................................... 80
4.4.1.2 GRÁFICO.......................................................................................... 85

XI
4.4.2 ALTERNATIVA 2: PRETRATAMIENTO + REACTOR ANAEROBIO +
LAGUNA FACULTATIVA +LAGUNA DE MADURACIÓN + LECHOS DE
SECADO……....................................................................................................... 85
4.4.2.1 PREDISEÑO ..................................................................................... 85
4.4.2.1.1 REACTOR ANAEROBIO .................................................................. 86
4.4.2.1.2 LAGUNA FACULTATIVA .................................................................. 89
4.4.2.1.3 LAGUNA DE MADURACIÓN ............................................................ 92
4.4.2.1.4 GESTIÓN DE LODOS....................................................................... 96
LAGUNA DE BAJO CALADO + LECHOS DE SECADO...................................... 99
4.4.3.1 PREDISEÑO ..................................................................................... 99
4.4.3.1.1 REACTOR ANAEROBIO .................................................................. 99
4.4.3.1.2 LAGUNA DE BAJO CALADO.......................................................... 100
4.4.3.1.3 LECHOS DE SECADO ................................................................... 102
4.4.3.2 GRÁFICO........................................................................................ 102
HUMEDALES + LECHOS DE SECADO ............................................................ 103
4.4.4.1 PREDISEÑO ................................................................................... 103
4.4.4.1.1 REACTOR ANAEROBIO ................................................................ 103
4.4.4.1.2 HUMEDALES.................................................................................. 103
4.4.4.1.3 LECHOS DE SECADO ................................................................... 107
4.4.4.2 GRÁFICO........................................................................................ 107
INFILTRACIÓN RÁPIDA + LECHOS DE SECADO ........................................... 108
4.4.5.1 PREDISEÑO ................................................................................... 108
4.5 FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA..................................... 109
4.5.1 ANÁLISIS DE ESPACIO ................................................................. 109
4.5.1.1 ALTERNATIVA 2............................................................................. 109
4.5.1.2 ALTERNATIVA 3............................................................................. 109
4.5.1.3 ALTERNATIVA 4............................................................................. 110
4.5.1.4 COMPARACIÓN DE ESPACIO ENTRE LAS ALTERNATIVAS...... 110
4.5.2 ANÁLISIS ECONÓMICO................................................................. 111
4.5.2.1 ALTERNATIVA 2............................................................................. 111

XII
4.5.2.2 ALTERNATIVA 3............................................................................. 112
4.5.2.3 ALTERNATIVA 4............................................................................. 113
4.5.3 ANÁLISIS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ......................... 115
4.5.3.1 ALTERNATIVA 2............................................................................. 115
4.5.3.2 ALTERNATIVA 3............................................................................. 116
4.5.3.3 ALTERNATIVA 4............................................................................. 116
4.5.4 ANÁLISIS ECONÓMICO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.. 117
4.5.4.1 ALTERNATIVA 2............................................................................. 117
4.5.4.2 ALTERNATIVA 3............................................................................. 119
4.5.4.3 ALTERNATIVA 4............................................................................. 120
4.5.5 ANÁLISIS AMBIENTAL................................................................... 121
4.5.5.1 DECLARATORIA AMBIENTAL ....................................................... 121
4.5.5.1.1 VALORACIÓN DE IMPACTOS ....................................................... 121
4.5.5.1.2 METODOLOGÍA.............................................................................. 122
4.5.5.1.3 SIGNIFICANCIA.............................................................................. 123
4.5.5.1.4 FACTORES AMBIENTALES........................................................... 123
4.5.5.1.5 ACCIONES DEL PROYECTO......................................................... 124
4.5.5.1.6 IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS.................................................. 124
4.5.5.1.6.1 IMPACTOS A FACTORES FÍSICOS Y QUÍMICOS. ....................... 124
4.5.5.1.6.2 IMPACTOS SOBRE EL MEDIO BIÓTICO ...................................... 125
4.5.5.1.6.3 FACTORES CULTURALES ............................................................ 125
4.5.5.1.7 ACTIVIDADES DEL PROYECTO ................................................... 125
4.5.5.2 EVALUACIÓN DE IMPACTOS........................................................ 126
4.5.5.2.1 ALTERNATIVA ACTUAL................................................................. 126
4.5.5.2.1.1 IMPACTOS NEGATIVOS SOBRE LOS COMPONENTES
AMBIENTALES. ................................................................................................. 126
4.5.5.2.1.2 IMPACTOS NEGATIVOS DE LAS ACTIVIDADES DEL
PROYECTO……… ........................................................………………………….128
4.5.5.2.1.3 SIGNIFICANCIA DE IMPACTOS .................................................... 130
4.5.5.2.2 ALTERNATIVA 2............................................................................. 131
4.5.5.2.2.1 IMPACTOS NEGATIVOS SOBRE LOS COMPONENTES
AMBIENTALES .................................................................................................. 131

XIII
PROYECTO………. ........................................................................................... 133
4.5.5.2.3 ALTERNATIVA 3............................................................................. 136
4.5.5.2.3.1 IMPACTOS NEGATIVOS SOBRE LOS FACTORES
AMBIENTALES……… ....................................................................................... 136
PROYECTO………. ........................................................................................... 138
4.5.5.2.4 ALTERNATIVA 4............................................................................. 141
4.5.5.2.4.1 IMPACTOS NEGATIVOS SOBRE LOS FACTORES
AMBIENTALES……….. ..................................................................................... 141
PROYECTO……… ............................................................................................ 142
4.5.5.3 COMPARACIÓN DE RESULTADOS AMBIENTALES .................... 145
CAPÍTULO 5. ............................................................................ …………………147
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 147
5.1 CONCLUSIONES............................................................................ 147
5.2 RECOMENDACIONES ................................................................... 149
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................... 150
ANEXOS ............................................................................................................ 154
ANEXO No 1 MAPAS TEMÁTICOS DEL CANTÓN SUCÚA ............................ 155
ANEXO No 2 MAPAS TEMÁTICOS DE LA ZONA DE DESCARGA................. 165
ANEXO No 3 REGISTRO FOTOGRÁFICO DEL MONITOREO ....................... 174
ANEXO No 4 COSTOS DE MATERIALES MENCIONADOS EN LA CÁMARA DE
CONSTRUCCIÓN DE QUITO Y GUAYAQUIL................................................... 177
ANEXO No 5 MATRICES DE IDENTIFICACIÓN, EVALUACIÓN Y
SIGNIFICANCIA DE IMPACTOS. ...................................................................... 181

XIV
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1.- PLUVIOSIDAD REGISTRADA EN LA ESTACIÓN
METEOROLÓGICA MENDEZ INAMHI EN EL AÑO 2009 ................................... 11
FIGURA 2.2.- DIVISIÓN POLÍTICA DEL CANTÓN SUCÚA ................................ 12
FIGURA 2.3.- ESQUEMA DE UNA LAGUNA FACULTATIVA ............................. 39
FIGURA 2.4.- DIAGRAMA DE UN REACTOR ANAEROBIO............................... 42
FIGURA 2.5.- TRAYECTORIA HIDRÁULICA DE APLICACIÓN PARA
INFILTRACIÓN RÁPIDA ...................................................................................... 45
FIGURA 2.6.- HUMEDAL CON FLUJO PISTÓN.................................................. 47
FIGURA 2.7.- CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN HUMEDAL .. 48
FIGURA 3.1.- DISTRIBUCIÓN POR EDADES DEL CANTÓN SUCÚA ............... 51
FIGURA 3.2.- GRÁFICO X VS LNPF................................................................... 55
FIGURA 3.3.- GRÁFICO POBLACIÓN VS TIEMPO............................................ 57
FIGURA 4.1.- GRÁFICO DE LA ALTERNATIVA ACTUAL .................................. 85
FIGURA 4.2.- GRÁFICO DE LA ALTERNATIVA 2............................................... 99
FIGURA 4.3.- GRÁFICO DE LA ALTERNATIVA 3............................................. 103
FIGURA 4.4.- GRÁFICO DE LA ALTERNATIVA 4............................................. 107
FIGURA 4.5.- CUANTIFICACIÓN DE IMPACTOS A COMPONENTES
AMBIENTALES, ALTERNATIVA ACTUAL......................................................... 127
FIGURA 4.6.- FACTORES AMBIENTALES Y SUS IMPACTOS, ALTERNATIVA
ACTUAL ............................................................................................................. 128
FIGURA 4.7.- CUANTIFICACIÓN DE IMPACTOS GENERADOS POR LAS
DIFERENTES FASES DEL PROYECTO, ALTERNATIVA ACTUAL ................. 129
FIGURA 4.8.- ACTIVIDADES DEL PROYECTO Y SUS IMPACTOS,
ALTERNATIVA ACTUAL.................................................................................... 130
FIGURA 4.9.- IMPACTOS DE LA ALTERNATIVA ACTUAL .............................. 130
AMBIENTALES, ALTERNATIVA 2..................................................................... 132
FIGURA 4.11.- FACTORES AMBIENTALES Y SUS IMPACTOS, ALTERNATIVA
2 ......................................................................................................................... 133

XV
DIFERENTES FASES DEL PROYECTO, ALTERNATIVA 2 ............................. 134
ALTERNATIVA 2................................................................................................ 135
FIGURA 4.14.- IMPACTOS DE LA ALTERNATIVA 2 ........................................ 135
FIGURA 4.16.- FACTORES AMBIENTALES Y SUS ALTERACIONES,
ALTERNATIVA 3................................................................................................ 138
ALTERNATIVA 3................................................................................................ 139
FIGURA 4.21.- FACTORES AMBIENTALES Y SUS ALTERACIONES,
ALTERNATIVA 4................................................................................................ 142
ALTERNATIVA 4................................................................................................ 143

XVI
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1.1.- LEGISLACIÓN ECUATORIANA REFERENTE AL TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES……………………………………………………………….6
TABLA 2.1.- PLUVIOSIDAD DURANTE EL AÑO 2009 REGISTRADA EN LA
ESTACIÓN METEOROLÓGICA MENDEZ INAMHI............................................. 10
TABLA 2.2.- RESULTADOS DEL MUESTREO LUEGO DE LA DESCARGA (A
150M)................................................................................................................... 17
TABLA 2.3.- ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR PATÓGENOS
PRESENTES EN AGUAS RESIDUALES ............................................................ 31
TABLA 2.4.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES USADOS EN LA
CONSTRUCCIÓN DE UN HUMEDAL ................................................................. 49
TABLA 3.1.- DISTRIBUCIÓN DE HOMBRES Y MUJERES EN EL CANTÓN
SUCÚA................................................................................................................. 50
TABLA 3.2.- POBLACIÓN POR ÁREAS DE RESIDENCIA Y TASAS DE
CRECIMIENTO .................................................................................................... 52
TABLA 3.3.- FÓRMULAS PARA EL MÉTODO EXPONENCIAL.......................... 54
TABLA 3.4.- DETERMINACIÓN DE X. ................................................................ 54
TABLA 3.5.- ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA.................................. 56
TABLA 3.6.- ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA TOMANDO COMO
POBLACIÓN INICIAL LA INFORMACIÓN DEL ÚLTIMO CENSO....................... 56
TABLA 3.7.- DATOS TOMADOS EN LA INVESTIGACIÓN DE CAMPO............. 61
TABLA 3.8.- ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LABORATORIO......................... 62
TABLA 3.9.- DOTACIÓN DE AGUA SEGÚN LOS HABITANTES........................ 63
TABLA 3.10.- VALORES DE LA DBO5 OBTENIDA ............................................. 64
TABLA 4.1.- ANÁLISIS DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS
LAGUNAS FACULTATIVAS................................................................................. 72
TABLA 4.2.- ANÁLISIS DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL
REACTOR ANAEROBIO ..................................................................................... 75
TABLA 4.3.- ANÁLISIS DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL
HUMEDAL............................................................................................................ 77

XVII
TABLA 4.4.- ANÁLISIS DE LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL SISTEMA
IR.......................................................................................................................... 78
TABLA 4.5.- CAUDALES Y CARGAS ORGÁNICAS DE LA PROPUESTA
ACTUAL ............................................................................................................... 81
TABLA 4.6.- PERMEABILIDAD DEL SUELO EN EL LUGAR DESTINADO A LA
PLANTA DE TRATAMIENTO............................................................................. 108
TABLA 4.7.- ÁREA TOTAL DE LA ALTERNATIVA 2......................................... 109
TABLA 4.10.- ÁREAS DE TODAS LAS ALTERNATIVAS ANALIZADAS........... 110
TABLA 4.11.- COSTO DE LA ALTERNATIVA 2 ................................................ 111
TABLA 4.12.- COSTOS DE LA ALTERNATIVA 3.............................................. 112
TABLA 4.13.- COSTOS DE LA ALTERNATIVA 4.............................................. 113
TABLA 4.14.- COSTOS DE O&M DE LA ALTERNATIVA 2............................... 118
TABLA 4.17.- SIGNIFICANCIA DE IMPACTOS................................................. 123
TABLA 4.18.- PUNTAJES TOTALES DE LA EVALUACIÓN DE IMPACTOS
AMBIENTALES .................................................................................................. 145

XVIII
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
FOTOGRAFÍA 2.1.- RÍO UPANO, CANTÓN MACAS.......................................... 14
FOTOGRAFÍA 2.2.- RÍO TUTANANGOZA, CANTÓN SUCÚA, 2012.................. 15
FOTOGRAFÍA 2.3.- E.COLI ................................................................................. 29
FOTOGRAFÍA 2.4.- EUTROFIZACIÓN DE CUERPOS DE AGUA...................... 29
FOTOGRAFÍA 2.5.- MACROINVERTEBRADOS INDICADORES DE BUENA
CALIDAD DEL AGUA, POR ORDEN................................................................... 30
FOTOGRAFÍA 2.6.- ALIVIADERO ....................................................................... 35
FOTOGRAFÍA 2.7.- LAGUNA FACULTATIVA (MASAYA, NICARAGUA) ........... 39
FOTOGRAFÍA 2. 8.- MEMBRANA IMPERMEABLE SOBRE LA CAMA DE UN
HUMEDAL DE FLUJO PISTÓN ........................................................................... 47
FOTOGRAFÍA 3.1.- DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES DE LA CIUDAD DE
SUCÚA EL DÍA 7/11/2012 ................................................................................... 59
FOTOGRAFÍA 3. 2.- DETERMINACIÓN DEL CAUDAL INSTANTÁNEO DE
AGUAS RESIDUALES EL DÍA 12/11/2012.......................................................... 59
FOTOGRAFÍA 3. 3 TOMA DE MUESTRA SIMPLE DEL AGUA RESIDUAL DEL
ÚLTIMO POZO DE REVISIÓN ANTES DE LA DESCARGA EL DÍA 12/11/2012. 60

XIX
RESUMEN
El presente trabajo compara cinco alternativas para el tratamiento de aguas
residuales domésticas en la ciudad de Sucúa; se analizan los aspectos técnicos,
ambientales y económicos de cada alternativa.
Para la caracterización del agua residual se realizó un monitoreo de la descarga,
y mediante el análisis del laboratorio de los parámetros más representativos de la
calidad del agua, se verificó que se cumple con la normativa ambiental vigente en
el Ecuador, a excepción del parámetro coliformes. Con los resultados se concluyó
que el agua residual está diluida por infiltración de agua lluvia en el sistema de
alcantarillado.
En la ciudad de Sucúa está latente la alternativa para el tratamiento de aguas
residuales, basado en un pretratamiento, tres lagunas anaerobias que no son
viables actualmente por ser agentes de contaminación, y tres lagunas facultativas,
que es tomada como la primera alternativa; adicionalmente se proponen cuatro
alternativas.
La segunda alternativa consta de pretratamiento, dos reactores anaerobios con
dos lechos de secado, dos lagunas facultativas, y seis lagunas de maduración. La
tercera alternativa está conformada por pretratamiento, dos reactores anaerobios
con dos lechos de secado y dos lagunas de bajo calado. La alternativa cuatro
tiene pretratamiento, dos reactores anaerobios con dos lechos de secado y cuatro
humedales, y la alternativa cinco presenta pretratamiento, dos reactores
anaerobios con dos lechos de secado y un sistema de infiltración rápida.
Para conocer la propuesta más viable se realizó un prediseño de cada alternativa,
donde se determina el área requerida para el posterior análisis técnico, mientras
que para el análisis económico se utilizó tablas de comparación de costos de
instalación, de operación y mantenimiento. El análisis ambiental está
fundamentado en la matriz de Leopold modificada, donde se hace una valoración
de los impactos ambientales que las actividades del proyecto puedan generar

XX
sobre los componentes ambientales. Las actividades consideradas son:
localización, construcción, operación, mantenimiento, gestión de lodos y
eficiencia, y, los componentes ambientales son tierra, agua, aire, ruido, flora,
fauna, usos del territorio, recreativos, nivel cultural, estéticos de interés humano.

XXI
ABSTRACT
This job compares five alternatives for the treatment of waste domestic waters in
the Sucúa City; it analyzes the technical, environmental and economic impacts of
each alternative.
For the characterization of the wastewater, we did a discharge monitoring and
through laboratory analysis of the most representative parameters of water quality,
we verified that it fulfills the environmental standards in Ecuador, except for
coliform parameter. With the results, we concluded that the residual water is
diluted by infiltration of rain water into the sewer system.
In the city of Sucúa is latent the alternative for wastewater treatment based on a
pretreatment, three anaerobic lagoons that are not currently viable for being
agents of contamination, and three facultative ponds, which is taken as the first
alternative, furthermore, we propose four alternatives.
The second alternative consists of pretreatment, two anaerobic reactors with two
drying beds, two facultative ponds, and six maturation ponds.
The third alternative consists of pretreatment, two anaerobic reactors with two
drying beds and four wetlands for wastewater. The fourth alternative has
pretreatment, two anaerobic reactors with two drying beds and four wetlands; and
the fifth alternative has pretreatment, two anaerobic reactors with two drying beds
and a rapid infiltration system.
For the most viable proposal, we made a pre-design of each alternative, it
determines the required area for further technical analysis, while for the economic
analysis we used comparison charts of installation, operation and maintenance
costs. The environmental analysis is based on the modified Leopold matrix, where
an assessment of the environmental impacts of the project activities can generate
on environmental components. The activities are: location, construction, operation,

XXII
maintenance, sludge management and efficiency, and environmental components
are earth, water, air, noise, flora, fauna, land use, recreation, cultural level,
aesthetic human interest.

1
CAPÍTULO 1
ASPECTOS GENERALES
1.1 INTRODUCCIÓN
El Ecuador se divide en 31 Sistemas Hidrográficos conformados por 79 cuencas,
estos sistemas corresponden a dos vertientes hídricas determinadas por la
cordillera de los Andes; la vertiente occidental y la vertiente oriental. La primera
vertiente se divide a la vez en los ríos de la costa y de la sierra con 24 cuencas,
las cuales tienen un área de 123.243 km2
con un 48,07% de superficie del
territorio, y la vertiente oriental se divide en ríos de la sierra y amazónicos con 7
cuencas que desembocan en el río Amazonas, estas cuencas tienen un área de
131.802 km2
que representa el 51,41% del territorio. La red hidrográfica nacional
aporta con 110 billones de m3
por año en la vertiente del Océano Pacífico y de
290 billones de m3
por año en la vertiente Amazónica.
Las cuencas hidrográficas en mal estado causan muchos problemas al medio
ambiente y a la población. Los efectos de este daño son la erosión del suelo,
deslaves, la disminución de la cantidad y la calidad del agua, la pérdida de
biodiversidad y graves desequilibrios ecológicos.
La contaminación del agua superficial proveniente de fuentes domésticas ocurre
en todo el país, especialmente en zonas altamente pobladas. Los ríos cercanos a
estas zonas tienen altos niveles de DBO, DQO, nitrógeno y fósforo.
En el tratamiento de aguas residuales el objetivo principal es la remoción de la
materia orgánica, por lo que se utilizan procesos biológicos donde
microorganismos digieren la materia orgánica como fuente de energía y carbono
para obtener nueva biomasa, disminuyendo los niveles de, DQO y de nutrientes
como fósforo y nitrógeno del agua y se generan lodos residuales.

2
Dependiendo del tipo de microorganismos utilizados para el tratamiento de aguas
se puede tener sistemas aerobios con microorganismos que necesitan de un
oxidante que generalmente es el oxígeno, sistemas anaerobios cuando los
microorganismos pueden desarrollarse en ausencia de oxígeno y sistemas
combinados con la presencia de organismos aerobios y anaerobios.
En el presente trabajo se propone implementar sistemas naturales de tratamiento
para ciudades Amazónicas debido a la dificultad que tienen para obtener energía
mediante redes eléctricas y también la importancia de no alterar el paisaje de los
ecosistemas amazónicos con grandes plantas de tratamiento de aguas
residuales. La ciudad escogida como caso de estudio es Sucúa que se encuentra
en la provincia de Morona Santiago y cuenta con una población 18.318 (censo
2010).
En Sucúa a nivel cantonal hay un déficit en cobertura del sistema de alcantarillado
pluvial y sanitario, incluso en la cabecera cantonal Sucúa el alcantarillado no
abarca el 100%. En la ciudad se tiene una cobertura de aproximadamente 88%.
La ciudad de Sucúa actualmente no cuenta con un tratamiento de sus aguas
residuales, estas son descargadas directamente en el río Tutanangoza que
posteriormente desemboca en el río Upano, razón por la cual es necesario un
modelo de gestión que pueda ayudar a reducir su impacto ambiental.
Los contaminantes que forman parte de las aguas residuales al ser dispuesta
directamente en un cuerpo de agua, sin un previo tratamiento pueden generar
varios problemas, como la reducción de oxígeno que en el agua pone en riesgo la
vida acuática, cuando este se acaba, se lleva consigo a los organismos aerobios
que lo requieren para los procesos de descomposición de la materia orgánica.
También, se pueden presentar problemas a nivel de salud pública, como ciertas
enfermedades: el cólera, la fiebre tifoidea y diarreas.
Los modelos ecológicos para el tratamiento de aguas residuales pueden ayudar a:
x Conservación de las fuentes de agua para abastecimiento de uso
doméstico

3
x Prevención de enfermedades
x Prevención de molestias
x Mantenimiento de la buena calidad de cuerpos de agua para uso
recreativo.
x Mantenimiento de la buena calidad de cuerpos de agua para uso industrial
y agrícola.
x Mantenimiento de la buena calidad de cuerpos de agua que se usan para
propagación y supervivencia de peces.
x Prevención de obstáculos en canales navegables de un cuerpo de agua
x Para el desarrollo de este trabajo se deberá realizar una investigación de
campo donde se determinará el caudal de aguas residuales, y los
parámetros principales como son: DQO, DBO, coliformes, y solidos totales
x Como modelos de alternativas ecológicas se describirán los sistemas
aerobios, sistemas anaerobios, sistemas de aplicación al suelo, y sistemas
combinados.

4
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GENERAL
x Contribuir a la conservación de cuerpos de agua, proponiendo un modelo
ecológico para la gestión de aguas residuales por medio de alternativas
que ofrezcan una base para su adecuado manejo en poblaciones
pequeñas de la Amazonía.
1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICOS
x Proponer alternativas para la gestión de aguas residuales en poblaciones
pequeñas de la Amazonía.
x Evidenciar la calidad del agua residual mediante análisis de ciertos parámetros
como DBO y coliformes.
x Determinar el caudal de descarga de las aguas residuales generadas de la
población actual y futura con una estimación poblacional.
x Analizar para el caso de estudio la factibilidad económica y técnica de los
modelos propuestos, y hacer una comparación con su modelo actual de
tratamiento.
x Reducir el impacto ambiental que pueda causar un incorrecto manejo de las
aguas residuales.
x Preservar la salud de la población actual y futura, manteniendo un ambiente
agradable y sano.

5
1.3 JUSTIFICACIÓN
x El diseño de un modelo de gestión de tratamiento de aguas residuales
ayudará a evitar la contaminación de fuentes hídricas por descargas de aguas
residuales domésticas.
x El proyecto proporcionará al municipio de Sucúa una alternativa menos
costosa a una planta de tratamiento de aguas residuales convencional.
x Las descargas de aguas residuales del municipio de Sucúa cumplirán las
normas ecuatorianas que especifican los límites permisibles de compuestos
contaminantes.
x Se disminuirá el consumo de energía eléctrica para no agravar el problema de
obtención de energía de los pueblos amazónicos.
x Con un modelo de gestión ecológico no se afecta el paisaje de los
ecosistemas amazónicos.
x Los modelos pueden ser difundidos y replicados en otros municipios con el
mismo rango de población o con características similares.
x Se evitará que la población de la ciudad Sucúa o aledaños sufran ciertas
enfermedades generadas por la contaminación del agua.
x Con la correcta gestión de las aguas residuales se podría dar un nuevo uso al
agua tratada, como en los cultivos.
x Se espera ampliar la visión y el conocimiento de la gestión de aguas
residuales en la región Amazónica.
x Las alternativas ecológicas son las más recomendables en poblaciones
pequeñas que cuenten con grandes espacios.

6
1.4 MARCO LEGAL
TABLA 1.1.- Legislación Ecuatoriana referente al tratamiento de aguas
residuales
CONSTITUCIÓN
(vigente desde 2008)
Art.3.- El Estado debe garantizar a todos sus habitantes
el goce de los derechos a la educación, la salud, la
alimentación, la seguridad social y el agua.
Art.12.- El derecho humano al agua es fundamental e
irrenunciable. El agua constituye patrimonio nacional
estratégico de uso público, inalienable, imprescriptible,
inembargable y esencial para la vida.
Art.14.- La población tiene derecho a vivir en un
ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que
garantice la sostenibilidad y el buen vivir.
Art.66.- Se garantizará a las personas el derecho a vivir
en un ambiente sano, ecológicamente equilibrado, libre
de contaminación y en armonía con la naturaleza.
Art.264.- Los gobiernos municipales tendrán
competencias de prestar los servicios públicos de agua
potable, alcantarillado, depuración de aguas residuales,
etc.
Art.318.- Se prohíbe toda forma de privatización del
agua. El servicio público de saneamiento, el
abastecimiento de agua potable y el riego serán
prestados únicamente por personas jurídicas estatales o
comunitarias.
Art.411.- El Estado garantizará la recuperación y
manejo integral de los recursos hídricos. Se regulará
toda actividad que pueda afectar la calidad y cantidad
de agua.

7
TABLA 1.1 Continuación
COOTAD
Art.55.- Los gobiernos autónomos descentralizados
municipales (GADM) tendrán como competencia
exclusiva prestar los servicios públicos de depuración de
aguas residuales, actividades de saneamiento
ambiental, entre otras.
Art.137.- Las competencias de prestación de servicios
públicos de agua potable, en todas sus fases, las
ejecutarán los GADM con sus respectivas normativas y
dando cumplimiento a las regulaciones y políticas
nacionales establecidas por las autoridades
correspondientes.
LEY DE GESTIÓN
AMBIENTAL
Art.9.- Le corresponde al Ministerio del Ambiente
aprobar anualmente la lista de planes, proyectos y
actividades prioritarios, para la gestión ambiental
nacional, y coordinar con los organismos competentes
sistemas de control para el cumplimiento de
las normas de calidad ambiental referentes al aire,
agua, suelo, ruido, desechos y agentes contaminantes.
Art.12.- Son obligaciones de las instituciones del Estado
del Sistema Descentralizado de Gestión Ambiental
ejecutar y verificar el cumplimiento de las normas de
calidad ambiental, y de permisibilidad, además
coordinar con organismos competentes para expedir
y aplicar las normas técnicas necesarias para proteger
el ambiente, regular y promover el uso sustentable de
recursos en armonía con el interés social.
Art.33.- Se establecen como instrumentos de aplicación
de las normas ambientales los parámetros de calidad
ambiental, las normas de efluentes y emisiones, el
régimen de permisos, y evaluaciones de impacto
ambiental.

8
TABLA 1.1 Continuación
LEY DE AGUAS
Art. 22.- Prohíbese toda contaminación de las aguas
que afecte a la Salud humana y al desarrollo de la flora
o de la fauna. El Consejo Nacional de Recursos
Hídricos, en colaboración con el Ministerio de Salud
Pública y las demás entidades estatales, aplicará la
política que permita el cumplimiento de esta disposición.
Art. 39.- Las concesiones de agua para consumo
humano, usos domésticos y saneamientos de
poblaciones, se otorgarán a los Municipios, Consejos
Provinciales, Organismos de Derecho Público o Privado
y particulares.
TULAS LIBRO VI,
ANEXO 1 (vigente
desde 2003)
x Las municipalidades de acuerdo a sus estándares de
Calidad Ambiental deberán definir
independientemente sus normas para descargas de
efluentes a cuerpos de agua, mediante ordenanzas,
considerando los criterios de calidad establecidos
para el uso o los usos asignados a las aguas.
x Las aguas residuales que no cumplan previamente a
su descarga, con los parámetros establecidos de
descarga en esta Norma (Libro VI, anexo 1, 4.2.3.7),
deberán ser tratadas mediante tratamiento
convencional, sea cual fuere su origen.
x Los municipios serán las autoridades encargadas
de realizar los monitoreos a la calidad de los cuerpos
de agua ubicados en su jurisdicción, llevando los
registros correspondientes, que permitan establecer
una línea base y de fondo que permita ajustar los
límites establecidos en esta Norma en la medida
requerida.
Elaborado por: Olmedo Gabriela y Paredes Mayra

9
CAPÍTULO 2
2 INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 INFORMACIÓN GENERAL DE LA CIUDAD DE SUCÚA
2.1.1 UBICACIÓN
El cantón Sucúa está ubicado al sudeste de la provincia de Morona Santiago,
limita al norte con el cantón Morona, al sur con los cantones de Logroño y
Santiago, al este con el cantón Morona y al Oeste con las provincia del Cañar y
Azuay, se ubica entre los 02º 08’ 35’’ a los 02º 54’ 45’’ de latitud Sur y de los 77º
25’ 45’’ a los 77º 58’ 20’’ de longitud Oeste, y demarca con las siguientes
delimitaciones naturales: al norte con el Río Arapicos y Yawientza, al sur con la
confluencia del Río Tutanangoza y Upano, al este por elevaciones montañosas
que modifican el Valle, al oeste con las estribaciones de la cordillera oriental de
los Andes.
2.1.2 CLIMA
El cantón Sucúa está ubicado en una zona con tres tipos de clima:
x Ecuatorial mesotérmico semihúmedo: es muy habitual en la zona andina
con alturas menores a 3,200 msnm. Durante el año la pluviometría
presenta dos períodos lluviosos que van de febrero a mayo y de octubre a
noviembre, y un período seco. La humedad relativa varía entre el 70 y
85%.
x Megatérmico lluvioso: se caracteriza por las precipitaciones elevadas
distribuidas a lo largo del año, la humedad relativa alcanza el 90%.
x Tropical megatérmico húmedo: la época lluviosa se concentra en los
meses de diciembre a mayo y el resto del año es seco. Su humedad

10
relativa varía entre 70 y 90%. La vegetación local es una selva espesa de
árboles.
En el anexo 1, se puede encontrar el mapa de distribución de los climas dentro
del cantón Sucúa, además del mapa de isoyetas donde se observa que la
precipitación varía desde 1750 a 3500 mm.
2.1.2.1 Temperatura
La temperatura media anual en la ciudad de Sucúa es de 21,8°C. En
concordancia con el mapa de isotermas del cantón Sucúa, las temperaturas van
desde 5°C en el extremo oeste hasta llegar a 23°C en la parte este. Dentro de
esto la ciudad de Sucúa se encuentra en el rango de 21 a 22°C. Véase anexo 1.
2.1.2.2 Pluviosidad
1
Para el análisis de la pluviosidad se determinó que la estación meteorológica más
cercana a la zona es la M051 MENDEZ INAMHI, la cual se encuentra en las
coordenadas 2 ° 42 ' 7 " S y 78 ° 18 ' 11 " W.
2
TABLA 2.1.- Pluviosidad durante el año 2009 registrada en la Estación
Meteorológica Mendez INAMHI
3 Fuente: Anuario meteorológico, 2009
4
La pluviosidad máxima en 24h en el año 2009 se dio el día 17 de noviembre con
un registro de 33,2 mm, mientras que el número de días que llovió en el año fue
de 199.
A continuación en la figura 2.1, se puede observar la variación de la pluviosidad
registrada durante el año 2009.
Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total
Pluvios (mm) 160,9 77 176,2 147 199,2 177,1 201,2 166,7 32,4 194,8 72,2 146,5 1751,2

11
FIGURA 2.1.- Pluviosidad registrada en la Estación Meteorológica Méndez
INAMHI en el año 2009
5
6 Fuente: Anuario Meteorológico, 2009
7 Elaborado por: Olmedo Gabriela y Paredes Mayra
8
Para observar la distribución de la pluviosidad en el cantón Sucúa véase el mapa
de isoyetas en el anexo 1.
2.1.3 ALTITUD
El cantón Sucúa tiene una altitud entre 520 m.s.n.m y 4.290 m.s.n.m, mientras
que la ciudad de Sucúa se encuentra a una altitud de 833,92 m.s.n.m
2.1.4 DIVISIÓN POLÍTICO-ADMINISTRATIVA
El cantón Sucúa está dividido en 4 parroquias: Sucúa (cabecera cantonal),
Huambi, Santa Marianita, Asunción, como se puede observar en la figura 2.2.
Está conformada por 45 comunidades o centros poblados, 8 barrios suburbanos y
14 barrios urbanos.
0
50
100
150
200
250
0 2 4 6 8 10 12 14
PLUVIOSIDAD(mm)
MESES

12
FIGURA 2.2.- División política del cantón Sucúa
Fuente: Departamento de Avalúos y Catastros, 2012
2.1.5 SUPERFICIE
La extensión total del cantón Sucúa es de 1.279,22 km2
, repartidos entre las
cuatro parroquias que lo conforman, Sucúa con una superficie de 752,63 km2
,
Asunción con 274,69 km2
, Huambi con 187,36 km2
y Santa Marianita con una
extensión de 64,54 km2
.
La parroquia Sucúa ocupa el 59% del total de la superficie cantonal y su
ocupación territorial (98,22%), evidencia que es eminentemente rural.
2.1.6 GEOMORFOLOGÍA
Las formaciones geológicas se ubican en el tiempo en los períodos jurásico,
cretácico y cuaternario. La litología indica la presencia de areniscas, calizas,
lutitas, rocas volcánicas entre otras.

13
El mapa geomorfológico de esta zona distingue formas de superficie como:
cuerpos de agua, relieve montañoso, vertientes irregulares, zonas urbanas, entre
otras.
El área de estudio está situada entre el río Tutanangoza y el río Upano. En el
anexo 1 se encuentran los mapas correspondientes.
2.1.7 USOS DE LA COBERTURA VEGETAL
Entre los diferentes fines que se dan a la cobertura vegetal se tiene: el agrícola,
agropecuario, antrópico, conservación y protección, pecuario y tierras
improductivas (véase anexo 1).
2.1.8 ECOSISTEMAS
En esta zona existe una gran diversidad de ecosistemas (véase anexo 1), entre
los que se mencionan:
9 Bosque húmedo tropical
9 Bosque seco tropical
9 Bosque húmedo pre-montano
9 Bosque muy húmedo pre-montano
9 Bosque húmedo montano bajo
9 Bosque muy húmedo montano bajo
9 Bosque pluvial montano
Existe una gran variedad de flora comenzando con pequeñas hierbas hasta
grandes árboles, entre estos se nombran los matapalos, caña guadua, palmas,
orquídeas, heliconias, guayusa, cedro, higuerón, etc.
Entre los animales se aprecia una gran variedad de aves, mamíferos pequeños y
mariposas.

14
2.1.9 HIDROGRAFÍA DE SUCÚA
La ciudad de Sucúa está bañada por el río Upano que nace en las alturas de las
lagunas Tinguichaca (volcán Sangay) y por el río Tutanangoza que nace en la
laguna Aucacocha (cordillera central). Estos dos ríos forman parte de la cuenca
del río Santiago.
2.1.9.1 Río Upano
Sus aguas son caudalosas (véase fotografía 2.1) y recorren la zona central de la
provincia de Morona Santiago de norte a sur, pasando por los cantones Macas,
Sucúa, Logroño y Méndez.
FOTOGRAFÍA 2.1.- Río Upano, cantón Macas.
Fuente: Amazonía turística, 2012
El río Upano baña la parte izquierda del cantón Sucúa, tiene como afluentes al
oeste a los ríos Ininkis, Yukipo y Tuntaim, al este a los ríos Seipa, yukutais,
kayamatza, Umbuanza y Cumbatza que se juntan para descargar sus aguas en el
Upano, que aguas abajo se une con el río Paute y el río Negro formando el río
Santiago.

15
2.1.9.2 Río Tutanangoza
Es un río de montaña con vegetación en sus márgenes como se puede ver en la
fotografía (2.2). Sus aguas bañan la zona oeste del cantón Sucúa, cuyos
afluentes son el río Sungaime, Cuyutaza, Miriumi, Quimi, Sarintza, Ejeime,
Cusuimi y Changachangazo.
FOTOGRAFÍA 2.2.- Río Tutanangoza, cantón Sucúa, 2012
Elaborado por: Olmedo Gabriela, y Paredes Mayra
Anteriormente las aguas residuales de la ciudad de Sucúa tenían dos puntos de
descargas, una al río Tutanangoza y la otra al río Sungaime. Actualmente, de
acuerdo a los relatos de personas que trabajan en el Municipio de Sucúa se tiene
una sola descarga de estas aguas, dirigidas al río Tutanangoza en la parte sur de
la ciudad.
Por esta razón, el análisis estará dirigido sólo al río Tutanangoza. La información
será extraída de la Memoria técnica para la planta de tratamiento de la ciudad de
Sucúa proporcionados por el Municipio de Sucúa, (2011).
2.1.9.2.1 Características del río Tutanangoza
9 Tiene un área de drenaje de 426 km2
9 El caudal medio es de 47,7 m3
/s

16
9 La cuenca tiene una altitud máxima de 3600 m.s.n.m
9 La altitud mínima de la cuenca es de 740 m.s.n.m
9 El río tiene una longitud de 41 km
9 El tiempo de concentración es 193,7 min
9 La pendiente media longitudinal es de 7%
2.1.9.2.2 Usos del río Tutanangoza
A las orillas del río se las suele utilizar para el lavado de ropa, existe una pesca
ocasional a la altura de la ciudad de Sucúa, además no son muy frecuentes las
actividades de natación. Por ser un río de montaña, la navegación es restringida,
pues sus aguas son muy torrentosas a esta altura.
En los márgenes del río existen pocos cultivos y pastizales. Sin embargo, los
espacios libres son utilizados como abrevaderos, que convierten las actividades
ganaderas en un problema, ya que, el estiércol del ganado es arrojado
directamente al río.
Existen varios centros shuar cercanos al río, que no cuentan en su totalidad con
los servicios sanitarios.
2.1.9.2.3 Condiciones del Río Tutanangoza
En el 2010 se tomaron muestras del río a unos 150 m de la descarga de aguas
residuales de la ciudad de Sucúa, para posteriormente ser examinados en el
Laboratorio de la Empresa Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Cuenca.
En la tabla 2.2, se muestran los resultados obtenidos, con los cuales se
establecen comparaciones con los criterios para cuerpos de agua con fines
recreativos, como la pesca y natación.

17
TABLA 2.2.- Resultados del muestreo luego de la descarga (a 150m)
PARÁMETRO UNIDADES VALOR
CONDUCTIVIDAD uS/cm 96,6
DBO5 mg/l 0,5
*
DQO mg/l 6
FÓSFORO TOTAL mg/l 0,01
NITRATOS mg/l 0,05
NITRITOS mg/l 0,007
NITRÓGENO AMONIACAL mg/l 0,14
NITRÓGENO ORGÁNICO mg/l 0,29
pH mg/l 7,98
SÓLIDOS SUSPENDIDOS mg/l 14
SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES mg/l 6
SÓLIDOS TOTALES mg/l 95
COLIFORMES TOTALES NMP/100ml 2,8 E+04
* Valor irreal, DBO5 2mg/l para aguas sin contaminación. Martínez J, 1996
Fuente: Municipio del cantón Sucúa, 2012
La concentración de DBO5 es de 0,5 mg/l, un valor muy bajo para un río al cual se
descarga aguas residuales, por esta razón no es considerado como válido. El pH
es aproximadamente 8, está dentro de los límites máximos que van de 6,5 a 8,5.
Los coliformes totales los resultados indican que se tiene un contaje de 28000
NMP/100ml, mientras que el valor permisible es de 1000 NMP/100ml. Este
parámetro está fuera del límite, el contaje es 28 veces más que la exigida en la
norma. Por lo cual el cuerpo de agua en este punto, es inseguro para fines
recreativos. En el anexo 1 se encuentra el mapa hidrográfico del cantón Sucúa.
2.1.10 POSIBLES RIESGOS NATURALES EN SUCÚA
El volcán más cercano es el Sangay que se encuentra a 84 km aproximadamente,
éste ha estado en permanente erupción y actividad con explosiones no violentas.

18
La zona de estudio no presenta peligro de erupciones volcánicas, ya que no se
encuentra en la zona de influencia.
Según la base de datos del Sistema Nacional de Información (SIN) en cuanto a
inundaciones, el peligro no es inminente, y en los registros de Sucúa no se
encuentran riesgos de este tipo. Aunque si se conoce que la sismicidad es de
mediana intensidad.
2.1.11 ANÁLISIS DEL ÁREA PARA LA POSIBLE UBICACIÓN DE LA PLANTA
DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Se tiene disponible según el Estudio definitivo de emisarios y planta deEs“
tratamiento de aguas residuales del cantón Sucúa” el lote No. 58, ubicado entre
las siguientes coordenadas:
Punto 1: X: 8150532, Y: 9724908
Punto 2: X: 8150532, Y: 9724821
Datum WGS84 Zona 17s
Se dispondrá de un área de aproximadamente 4.6 Ha de 12.7 Ha que tiene el
lote.
El clima de la zona es tropical megatérmico húmedo con una temperatura de 22 a
23ºC, y una pluviosidad anual de 1750 a 2000 mm. El clima está influenciado por
vientos alisos del noreste y corrientes de la Amazonía y tiene elevada nubosidad y
rocío. La distribución climática, isotermas e isoyetas se ve detallado en el Anexo 2
En la zona hay una geología de terrazas de conglomerados, arenas y lutitas y una
geomorfología de terrazas colgadas. La geología y geomorfología de la zona se
representa en el anexo 2.

19
El ecosistema que va a ser intervenido es un bosque húmedo premontano que
tiene una vegetación arbórea mayormente perenne o siempreverde de 20 a 30 cm
con moderado epifitismo, tiene un espeso follaje. Las especies predominantes son
la quina, el cedro dulce, el pabinete, palmiche morado, etc.
El uso de la cobertura vegetal predominante es agropecuario, es decir tiene zonas
agrícolas y zonas ganaderas. En el anexo 2 se puede observar en mapas
cartográficos del ecosistema y el uso de cobertura de la zona.
2.2 AGUAS RESIDUALES
2.2.1 DEFINICIÓN DE AGUAS RESIDUALES
El término aguas residuales se refiere a todo tipo de agua contaminada que
previamente fue utilizada para cierto tipo de actividad de una población, pueden
ser aguas residuales domésticas o aguas residuales de usos industrial.
Los modelos de tratamiento de agua que se proponen en esta investigación son
para agua residual doméstica. Para el tratamiento del agua residual es importante
conocer la naturaleza de esta, es decir sus características físicas, químicas y
biológicas.
2.2.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL
Las propiedades físicas del agua residual son: sólidos, olor, temperatura,
densidad, color, turbiedad.
Las características químicas del agua residual son: orgánicos, inorgánicos y
gases. Dentro de los orgánicos se menciona a los carbohidratos, proteínas,
grasas animales, aceites, agentes tensoactivos, contaminantes prioritarios,
compuestos orgánicos volátiles (COVs), DBO, DQO; en los inorgánicos se tiene al
pH, cloruros, alcalinidad, nitrógeno y fósforo; y entre los gases están el metano y

20
el sulfuro de hidrógeno. Los constituyentes biológicos de las aguas residuales son
plantas, animales y los microorganismos como las bacterias, hongos, algas y
virus.
2.2.2.1 Características Físicas
2.2.2.1.1 Sólidos Totales
Es la materia suspendida, disuelta, sedimentable, y coloidal en un medio acuoso;
la medida de los sólidos disueltos mide el total de residuos sólidos filtrables (sales
y residuos orgánicos).
Los sólidos suspendidos pueden ser sedimentables o no sedimentables, para
determinar su cantidad, se calcula matemáticamente determinando la diferencia
entre los sólidos no sedimentables y los sólidos en suspensión. Los sólidos
disueltos se calculan mediante la diferencia de los sólidos totales y los sólidos en
suspensión. Los sólidos totales se consiguen secando muestras de agua a 103-
105°C. Esto nos permite obtener la cantidad de sólidos disueltos y suspendidos
en un cuerpo de agua. La determinación de los sólidos sedimentables nos permite
conocer la cantidad de sólidos que pueden sedimentar de un volumen dado de
agua, en un tiempo definido, generalmente estos se sedimentan en el fondo de un
recipiente con forma cónica (cono Imhoff) en el transcurso de un período de 60
min. Los sólidos en suspensión se miden mediante la diferencia de peso de un
filtrado por el que se hace pasar la muestra de agua.
Fórmulas para cálculo de Sólidos Totales:
, (2.1)
(2.2)
(2.3)

21
2.2.2.1.2 Olores
El agua residual reciente tiene un olor desagradable, pero más aceptable que la
séptica, este olor se da por la descomposición de materia orgánica. El agua
residual séptica tiene olor desagradable, debido a la producción de sulfuro de
hidrógeno, al reducirse sulfatos a sulfitos por microorganismos anaerobios. Los
malos olores producen reducción en el apetito, desequilibrios respiratorios,
náuseas, vómitos y perturbaciones mentales.
En plantas de tratamiento de agua se utilizan equipos sensoriales para la
medición de concentración de sulfuro de hidrógeno de concentraciones hasta
1ppb. El umbral (número umbral de olor TON) del agua residual se determina
diluyendo la muestra de agua en un agua inodora, siendo el TON la mayor
dilución de la muestra a la que se puede percibir el olor mínimamente.
2.2.2.1.3 Temperatura
El agua residual tiene una temperatura mayor que el agua potable, debido a la
alta temperatura de descargas domésticas e industriales, y además por el calor
específico del agua la cual es mayor al del aire; la temperatura del agua es mayor
a la del aire todo el año, excepto en meses calurosos de verano, dependiendo de
la ubicación geográfica la temperatura varía de 15 a 21°C.
La temperatura del agua influye en el desarrollo de la vida acuática, en la
velocidad de las reacciones que se dan en el agua, y para darle determinados
usos al agua. El oxígeno es menos soluble en agua caliente, y la velocidad
aumenta proporcionalmente con la temperatura, estos dos fenómenos
combinados, provocan una rápida disminución de la concentración de oxígeno en
el agua mientras se eleve su temperatura, especialmente en meses de verano.
Para la actividad microbiana la temperatura óptima es de 25 a 35°C. Los procesos
aerobios y de nitrificación se detienen a los 50°C. Las bacterias productoras de

22
metano cesan su actividad a los 15°C, y las bacterias nitrificantes autótrofas a los
5 °. (Metcalf & Eddy, 1996)
2.2.2.1.4 Densidad
De ella depende la potencial formación de corriente de densidad en fangos de
sedimentación del agua residual, la densidad depende de la temperatura y varía
en función de la concentración de sólidos totales en el agua residual.
2.2.2.1.5 Color
El agua residual reciente generalmente tiene un color grisáceo, sin embargo al
aumentar el tiempo aproximándose a condiciones anaerobias, el agua cambia de
un color gris a gris obscuro, y negro finalmente. Cuando llega a este punto se la
considera agua residual séptica, los colores obscuros se deben a la presencia de
sulfuros metálicos, generados por las reacciones anaerobias de sulfuro con
metales.
2.2.2.1.6 Turbiedad
Este parámetro se lo determina mediante la comparación de la intensidad de luz
dispersada en una muestra, y la intensidad de luz registrada en una suspensión
de referencia en las mismas condiciones.
2.2.2.2 Características químicas
2.2.1.2.1 Compuestos orgánicos
Del 100 % de sólidos en suspensión, el 75% es materia orgánica, y del 100% de
los sólidos filtrables el 40%. Los compuestos orgánicos están generalmente
formados de carbono, hidrógeno, y oxígeno y en ciertos casos nitrógeno. Sin

23
embargo, puede haber azufre, fósforo, o hierro. Las proteínas se encuentran de
un 40 a 60 %, los hidratos de carbono de un 25 a 50% y grasas y aceites en un
10%. A parte de estos compuestos presentes en grandes cantidades, también se
encuentran agentes tensoactivos, contaminantes orgánicos prioritarios
(cancerígenos), compuestos orgánicos volátiles, y pesticidas de uso agrícola.
La urea es un compuesto que se encuentra en el agua residual reciente,
generalmente debido a la orina humana y a su velocidad de descomposición, es
raro encontrarla en el agua residual séptica.
Carbohidratos: Contienen oxígeno, carbono e hidrógeno. En este grupo se
encuentran almidones, azúcares, celulosa y fibra de madera. Los carbohidratos
contienen principalmente carbono, hidrógeno y oxígeno, hay carbohidratos
solubles en el agua, como los azúcares y carbohidratos no solubles como el
almidón.
En las aguas residuales el carbohidrato más importante es la celulosa, debido a
su elevado volumen y a su difícil descomposición.
Proteínas: Contienen carbono, oxígeno, hidrógeno, y nitrógeno en un 16%,
también presenta en menores cantidades azufre, fósforo y hierro. En el agua
residual la descomposición de proteínas genera malos olores.
Grasas y aceites: Las grasas y los aceites están presentes en las aguas en
forma de manteca, mantequilla, margarina, aceites y grasas vegetales, también
las grasas provienen de carnes, algunas frutas, cereales, etc. En ocasiones
sustancias como keroseno, aceites lubricantes, y materiales bituminosos
derivados del petróleo pueden estar en grandes cantidades en el agua residual,
debido a descargas de agua de garajes o talleres mecánicos.
Las grasas y aceites son compuestos muy estables, por lo que es difícil su
descomposición por acción bacteriana, sin embargo se descompone en presencia
de ácidos minerales formando glicerina y ácidos grasos.

24
El problema de las grasas es que interfiere con la actividad biológica de cuerpos
de agua y crea películas de materia flotante desagradable, y presentan problemas
en el tratamiento de aguas y en la red de alcantarillado. (Metcalf & Eddy, 1996)
Tensoactivos: Están formados por moléculas de gran tamaño, y ligeramente
solubles en agua. Se encuentra en la interface agua aire y se las puede observar
en forma de espuma en el agua residual. Los agentes tensoactivos se encuentran
en los detergentes sintéticos principalmente. Pueden generar problemas en el
paso de oxígeno, de la atmósfera al agua.
Contaminantes prioritarios: La EPA (Enviromental Protection Agency) ha
establecido límites permisibles de vertido de ciertos compuestos que son
cancerígenos, mutagénicos o tóxicos para las personas; la mayoría de estos
compuestos son COVs (compuestos orgánicos volátiles). Como ejemplo de estos
contaminantes están el benceno, tolueno, etil benceno, endrina, lindano, etc.
COVs: Son compuestos que tienen un punto de ebullición menor a 100°C y una
presión de vapor mayor a 1 mm Hg a 25°C. Es importante estudiar estos
compuestos porque tienen una alta velocidad de difusión al medio ambiente, y
esto puede generar problemas en la salud pública. (Metcalf & Eddy, 1996).
DBO: La demanda bioquímica de oxígeno nos permite determinar la cantidad de
oxígeno necesaria para estabilizar el carbono orgánico, y la velocidad con la que
el material orgánico va a ser metabolizado por bacterias.
Para determinar la DBO se toma un volumen representativo y se lo diluye en agua
con nutrientes para el desarrollo del medio microbiano, y se estabiliza el pH.
Como método estándar se deja la muestra incubando por 5 días a una
temperatura de 20°C, se mide la cantidad de oxígeno que tiene la muestra en el
trascurso del tiempo, y la diferencia entre el oxígeno inicial y el final será el
oxígeno consumido.

25
La Cinética de la DBO sigue una reacción de primer orden, se la representa con la
siguiente fórmula:
(2.4)
Esta relación significa que la velocidad de disminución de concentración del
sustrato es proporcional a la cantidad de sustrato, sin embargo como no se puede
determinar directamente la cantidad de sustrato a cualquier tiempo, se obtiene el
oxígeno con la siguiente relación:
(2.5)
Donde L es la DBO.
Arreglando la ecuación:
Integrado:
(2.6)
Donde Li= DBO remanente a un tiempo t (mg/l)
Lo= DBO inicial (mg/l)
K=constante de velocidad de reacción (d-1
). Para aguas residuales el valor de k es
de 0,23 d-1
a una temperatura de 20°C.
Cuando varía la temperatura se toma la siguiente ecuación para determinar la
constate K:
(2.5)
Donde
=1.056 si la temperatura varía entre 20 y 30 °C
=1.135 si la temperatura varía entre 4 y 0 °C

26
t=temperatura distinta a 20°C.
Datos extraídos de Metcalf & Eddy, (1996)
DQO: La demanda química de oxígeno es la cantidad de oxígeno necesaria para
oxidar químicamente la materia orgánica. Se diferencia de la DBO, ya que la DBO
determina el oxígeno requerido para estabilizar solo el material biodegradable,
mientras que la DQO también lo hace para el material no bio-oxidable.
Para determinar la DQO se utiliza ácido sulfúrico y dicromato de potasio y como
catalizador iones de plata, se espera dos horas a 150°C. En este tiempo el cromo
(VI) pasa a cromo (III) y se oxida la materia orgánica. (Metcalf & Eddy, 1996)
2.2.1.2.2 Inorgánicos
pH: Es importante la estabilización de pH en aguas residuales, ya que para la
proliferación de bacterias que estabilizan la materia orgánica en el tratamiento, es
necesario contar con un intervalo de concentración de ión hidrógeno muy
estrecho.
El ión hidrógeno (H+
) se disocia de la molécula de agua de la siguiente manera:
H2O↔ H+
+OH-
Aplicando la ley de acción de masas se tiene:
(2.7)
Debido a que la concentración de agua es constante se puede expresar la
ecuación de la siguiente manera:
(2.8)

27
KW es la constante de ionización del agua y su valor es de 1x10-14
aproximadamente.
La forma habitual para representar la ecuación para facilidad es:
pH= (2.9)
pH es el logaritmo en base 10 de la concentración del hidrógeno, dando como
resultado la siguiente ecuación.
pH + pOH=14 (2.10)
Cloruros: En las aguas residuales hay gran concentración de cloruros, por
ejemplo las heces humanas tienen unos 6g de cloruros por persona. Los
tratamientos de agua convencionales no reducen grandes cantidades de cloruros,
por lo que estos son indicadores de que una fuente de agua es utilizada para
descarga de aguas servidas.
Alcalinidad: Se da por la presencia de hidróxidos, carbonatos, bicarbonatos,
calcio, magnesio, sodio, potasio, amoníaco. La alcalinidad ayuda a regular el pH
por ácidos. El agua residual es alcalina, y la alcalinidad se mide mediante
titulación con un ácido normalizado.
Nitrógeno y fósforo: El nitrógeno y el fósforo son importantes para el crecimiento
de algas y protistas, por lo que son llamados nutrientes o bioestimuladores.
Debido a que el nitrógeno está presente en gran cantidad de proteínas es
fundamental el estudio de este para el tratamiento de aguas con procesos
biológicos.
2.2.1.2.3 Gases
Metano (CH4): Es el principal subproducto de la descomposición anaerobia de la
materia orgánica en el agua residual. El CH4 es un hidrocarburo combustible; en

28
las aguas residuales no se encuentra en grandes cantidades, ya que si hay una
pequeña cantidad de oxígeno no se produce. En el tratamiento de aguas
residuales comúnmente se produce metano en los lodos.
Sulfuro de Hidrógeno (H2S): Al igual que el CH4 es un subproducto de la
descomposición anaerobia de la materia orgánica, donde las baterías reductoras
de sulfato utilizan el ión SO4
¯
como fuente de O2, y el producto de su metabolismo
es el H2S. El H2S genera malos olores, cuando se oxida a ácido sulfúrico causa
corrosión y a elevadas concentraciones puede ser letal para las personas.
2.2.1.3 Características Biológicas
2.2.1.3.1 Microorganismo
Los principales organismos presentes en el agua residual son: eucariotas
multicelulares como plantas de semilla, musgos, helechos, animales, protistas; y
unicelulares como protistas, eubacterias como bacterias y arqueobacterias, como
metanógenos, halófilos, y termacidófilos.
Bacterias: Se pueden clasificar por su forma en esferoidales (cocos), bastón
(bacilos), bastón curvado y filamentoso. En las aguas residuales es común
encontrar la Escherichia coli (bacilo), ya que se encuentra en las heces humanas,
en la fotografía 2.3 se puede apreciar a este microorganismo.
Es de gran importancia la influencia de las bacterias en la estabilización de la
materia orgánica naturalmente o para tratamiento de agua, por esto es necesario
conocer sus procesos biológicos.
Otras bacterias en las que se debe poner bastante énfasis son los coliformes
fecales, pues sirven como indicadores de patógenos en el tratamiento de aguas.
(Metcalf & Eddy, 1996)

29
FOTOGRAFÍA 2.3.- E.Coli
Fuente: Universidad de California, 2007
Hongos: Son protistas eucariotas multicelulares, o fotosintéticos y
quimioheterótrofos. Los hongos se alimentan de materia orgánica muerta es decir
son saprófitos, y en el tratamiento de aguas residuales interviene en la
degradación de la materia orgánica.
Algas: Las algas se reproducen rápidamente en condiciones favorables, pueden
ser un problema para aguas superficiales. Este fenómeno se conoce como
eutrofización (véase fotografía 2.4), misma que dificulta el intercambio de gases
del cuerpo de agua con el exterior. También las algas producen problemas de olor
y sabor de fuentes de agua.
FOTOGRAFÍA 2.4.- Eutrofización de cuerpos de agua
Fuente: Verde periódico ecológico, 2011
Para eliminar las algas en el tratamiento de aguas residuales se eliminan el
exceso de nutrientes del agua como el nitrógeno, fósforo, y elementos traza
como hierro y cobalto.

30
Virus: Son parásitos formados por un cordón de material genético ADN o ARN,
no tienen capacidad de sintetizar compuestos por lo que viven en células de un
huésped. Debido a excretas humanas hay presencia de virus en aguas
residuales, se ha determinado que algunos virus pueden sobrevivir hasta 41 días
a 20°C en aguas residuales y hasta 6 días en un río, por esto las personas en
contacto pueden infectarse.
2.2.1.3.2 Plantas y animales
La presencia de ciertos organismos en el agua sirve como indicadora de la
calidad de agua de ríos. Hay una gran cantidad de gusanos parásitos presentes
en cuerpos de agua que necesitan un estudio profundo por motivo de salud
pública. En la fotografía 2.5 se puede apreciar ejemplos de macroinvertebrados
bentónicos presentes en aguas de buena calidad.
FOTOGRAFÍA 2.5.- Macroinvertebrados Indicadores de buena calidad del
agua, por orden
Fuente: (McGavin, Domingez &Fernandez, 2001)
2.3 EFECTOS DE LA INCORRECTA GESTIÓN DE AGUAS
RESIDUALES
En los últimos años la contaminación ha aumentado, lo que ha deteriorado la
calidad de las aguas superficiales y ha alcanzado las aguas subterráneas. Los
contaminantes que forman parte de las aguas residuales al ser dispuesta
directamente en un cuerpo de agua, pueden generar varios inconvenientes.

31
Los problemas que acarrea el mal manejo de las aguas residuales afecta al
hombre y al medio que le rodea, estos pueden ser: sociales (salud pública),
ambientales (deterioro de los recursos hídricos, paisajístico) y económicos.
2.3.1 SOCIALES
2.3.1.2 Efectos en la salud
A continuación se resume ciertas enfermedades adquiridas por contacto con el
agua o alimentos contaminados.
TABLA 2.3.- Enfermedades producidas por patógenos presentes en aguas
residuales
Patógeno Tipo Enfermedad Síntomas
Salmonella spp. Salmonelosis
Diarrea y espasmos abdominales,
seguidos de fiebre (1-4 días).
Salmonella typhi Tifoidea
Fiebre tifoidea (40°C), la fiebre puede
persistir por varias semanas seguido de
dolor abdominal y trastornos intestinales.
Bacterias Shigella dysenteriae
Disentería
bacteriana
Espasmos abdominales, diarrea y fiebre.
Vibrio cholerae Cólera
Espasmos abdominales, náuseas, vómito
y diarrea en abundancia que puede acusar
deshidratación.
Escherichia coli Gastroenteritis Diarrea, vómitos y molestias abdominales.
Virus Virus de la hepatitis A
Hepatitis
infecciosa
Fiebre, pérdida de apetito y de energía,
dolores de cabeza y de espalda.
Protozoos
Entamoeba histolytica
Amibiasis
(disentería)
Espasmos estomacales y diarrea
Giardia lambia Giardiasis
Espasmos abdominales, diarrea, fatiga,
anorexia y náuseas.
Fuente: Ingraham J. e Ingraham C, 1998
Elaborado por: Olmedo Gabriela, y Paredes Mayra

32
2.3.2 AMBIENTALES
2.3.2.2 Deterioro del recurso hídrico
2.3.2.2.1 Aporte de nutrientes
Las aguas residuales le dan a los cauces receptores un aporte excesivo de
nutrientes como el nitrógeno y el potasio, causando un crecimiento descontrolado
de las algas principalmente, y otras plantas (eutrofización).
La presencia de estas plantas puede interferir con los diferentes usos que se
quiera dar al cuerpo de agua receptor. Pues, actividades recreacionales como
pesca o natación requieren ciertos límites de calidad.
2.3.2.2.2 Disminución del oxígeno disuelto
Ciertos elementos oxidables de las aguas residuales empezarán a ser
degradados por la flora bacteriana presente en el cauce receptor, por vía aerobia.
Así se consume parte del oxígeno disuelto en la mezcla líquida; al ser esta
excesiva, el oxígeno disuelto estará por debajo del límite mínimo en el que se da
la vida acuática aerobia. (CENTA, 2007)
La baja disponibilidad de oxígeno disuelto en el agua, limita la capacidad de
autodepuración de los cuerpos de agua y pone en riesgo la vida acuática, cuando
este se acaba, se lleva consigo a los organismos aerobios que lo requieren para
los procesos de biodegradación. De esta manera el cuerpo hídrico empieza una
digestión anaerobia.
2.3.2.2.3 Disminución de la capacidad de autodepuración de un río o un cauce
En los ríos se da un proceso natural llamado autodepuración, mediante el cual el
cuerpo de agua logra reducir su contaminación. Este proceso consiste en una

33
secuencia de fenómenos físicos como la sedimentación, en donde las partículas
van al fondo; químicos y biológicos que producen la degradación de la materia
orgánica para lo cual consumen oxígeno del cuerpo de agua.
Un río como cuerpo receptor de aguas residuales, tiene un límite de asimilación
de materia orgánica biodegradable, cuando se sobrepasa este límite el río pierde
sus características de calidad delimitando su uso para otros fines, como el
recreativo.
2.3.2.3 Olores generados por las aguas residuales.
Las aguas residuales provocan malos olores por la putrefacción de las materias
orgánicas. Entre estos se puede identificar:
9 Olor a moho: indicador de agua residual fresca, el olor es soportable
9 Olor a huevo podrido: se trata del agua residual séptica (vieja), el olor es
intolerable. Se lo atribuye a la formación de sulfuro de hidrógeno por la
descomposición de la materia orgánica de los residuos.
9 Diferentes olores: originados por algunos productos descompuestos,
legumbres, pescado, de materia fecal, ácidos orgánicos, etc.
En un cuerpo de agua receptor los olores aparecen una vez que se ha consumido
el oxígeno disuelto disponible en este, y se empiezan a dar los procesos de
degradación anaerobia.
Los gases resultantes de estos procesos son los que generan olores
desagradables.
2.3.3 ECONÓMICOS
Un inadecuado manejo de las aguas residuales también influye en la economía de
la población que no maneja correctamente estas aguas. Los problemas expuestos
también afectan al turismo local.

34
A continuación se enuncian los posibles efectos económicos que se pueden dar
por el mal manejo de las aguas residuales:
9 Las enfermedades necesitan ser tratadas, incurriendo en gastos por
diagnóstico y medicina.
9 Si en el cuerpo de agua receptor había actividad pesquera, se pierden
ingresos al no poder realizar la actividad.
9 Disminución del ingreso por turismo
9 Los costos de recuperación de las condiciones de calidad del agua para
el desarrollo de las especies, pueden ser exuberantes.
9 La plusvalía de las viviendas aledañas se podría ver afectada
9 Sin actividades recreacionales se dan pérdidas de empleo
2.4 SISTEMAS ECOLÓGICOS DE GESTIÓN PARA AGUAS
RESIDUALES
Según Metcalf y Eddy (1996), estos sistemas tienen como objetivo aprovechar los
procesos físicos, químicos y biológicos de la naturaleza, que se dan por las
interacciones entre el agua, el suelo, la atmósfera, los microorganismos
(terrestres y acuáticos), y las plantas. Al darse un proceso natural en estos
sistemas, no es necesario aplicar productos químicos ni el uso externo de
energía, salvo en la utilización de bombas cuando es necesario.
Los métodos ecológicos además de ser amigables con la naturaleza tienen un
bajo costo de instalación, requieren una escasa mano de obra para su
mantenimiento y producen menor cantidad de fangos. Estas facilidades han
aumentado progresivamente el uso de estos sistemas naturales.
Sin embargo, el espacio que se necesita para aplicar estos sistemas ecológicos
con respecto a los métodos convencionales es mayor. Esta limitante muchas
veces hace de estos métodos no aconsejables para pequeños núcleos rurales.
(DPA, 1995)

35
Entre los métodos naturales o ecológicos se tiene:
x Los de aplicación sobre el terreno: infiltración lenta, infiltración rápida,
escorrentía superficial.
x Y, los métodos acuáticos: lagunajes, humedales
Se debe señalar que para aplicar cualquier tratamiento natural, antes es
necesario tener un pretratamiento y un tratamiento primario.
Pretratamiento
9 Aliviadero
Tiene como objetivo derivar el excedente del caudal proyectado, se los coloca
antes de la llegada a los sistemas de tratamiento de aguas residuales. Es de gran
ayuda sobre todo en las épocas con más lluvias. Un aliviadero consiste
básicamente en un cajón de planta rectangular con una altura de agua límite, por
tal razón toda porción de agua que rebase esta altura es retirada y vertida
directamente. Esta fracción de agua pasa por una reja del canal adjunto al de
remoción de sólidos grandes y medianos.
De acuerdo a Sánchez D. (2011), la concentración de los contaminantes en el
agua residual excedente tiene una alta dilución, de tal manera que esta agua se
asemeja a las características de un agua tratada. Por esta razón un aliviadero se
diseña para que funcione cuando se sobrepase 10 veces el caudal medio que
llegue a la planta de tratamiento.
FOTOGRAFÍA 2.6.- Aliviadero
Fuente: (CENTA, 2007)

36
9 Rejas
Para plantas pequeñas lo más usado son las rejas de limpieza manual, aunque
también existen la de limpieza mecánica, que significa más costos y un mayor
mantenimiento.
Las rejas de limpieza manual son unas barras metálicas espaciadas entre sí,
formando un ángulo de inclinación que por lo general es de 45°. La inclinación de
las rejas está dada en función de facilitar el trabajo de limpieza.
Las barras usadas regularmente son rectangulares hechas de acero inoxidable o
plástico reforzado. Es necesario que la abertura entre las barras sea la menor
posible, alrededor de 10mm. (Muñoz, comentarios personales)
El agua que pasa a través de las rejas tiene sólidos (trozos de madera, trapos,
raíces, etc.) de tamaño grande, mediano y pequeño, que se encuentran en
suspensión o flotando. La función de las rejas es retener la mayor cantidad
posible de estos sólidos para que no perjudiquen el flujo del líquido en el sistema
de tratamiento.
El canal dispuesto antes de llegar a las rejas debe contar con un canal de desvío.
En casos de emergencia se abre la compuerta para que el agua fluya por el
conducto alterno. No siempre es necesario pero puede hacer al sistema más
seguro.
Se requiere que la velocidad en las rejas sea de 0,4 a 1m/s, y debe funcionar
adecuadamente para cualquier variación del caudal. (Muñoz, comentarios
personales)
Disposición de los sólidos
Los sólidos detenidos por las rejas son retirados manualmente por un operador
con la ayuda de un rastrillo, para luego ser colocados sobre una bandeja
perforada de deshidratación, ubicada a continuación. Este procedimiento debe ser

37
realizado cada día, ya que a medida que los sólidos se van acumulando en las
rejas, éstas se van obturando, dificultando de esta manera el paso del agua.
Los sólidos retenidos pueden ser enterrados o incinerados una vez que hayan
sido deshidratados, también es recomendable realizar este paso diariamente, ya
que almacenarlo a la intemperie puede provocar problemas de contaminación.
9 Desarenadores
Sirven para remover arena, grava, partículas, u otro material que tenga velocidad
de asentamiento mayor que los sólidos orgánicos degradables de las aguas
residuales.
Se los coloca antes de todos los demás sistemas de tratamiento, sin embargo
instalar rejas antes de desarenadores facilita la limpieza.
Pueden tener limpieza manual o mecánica. El diseño depende del tipo de flujo y la
limpieza que se le vaya a dar; el desarenador más usado es de flujo horizontal
en la que el agua va a lo largo de un canal y se sedimentan las arenas y demás
partículas.
Se tienen desarenadores mecánicos e hidráulicos, en este caso se hará
referencia a los desarenadores hidráulicos, estos tienen como parámetro de
diseño la velocidad horizontal de 0,3 m/s que debe mantenerse constante para
cualquier variación del caudal. (CENTA, 2007)
Operación y Mantenimiento
Las compuertas de limpieza del desarenador deben estar cerradas. Se debe
agitar la arena del fondo con un rastrillo tres veces al día en sentido contrario al
del agua, en caso de haber bastante sedimento.
Como mantenimiento se debe medir dos veces por semana el nivel de arena en la
entrada al desarenador, y cuando supere la altura dispuesta de almacenamiento

38
se realiza la limpieza, puede utilizarse herramientas para limpieza manual de
sólidos. Es importante contar con un registro de limpieza del desarenador.
2.4.1 SISTEMA DE TRATAMIENTOS NATURALES
Los sistemas de tratamiento naturales son las llamadas lagunas de estabilización,
son lagunas construidas de tierra que se utilizan para el tratamiento de aguas
residuales. El propósito de estas lagunas es estabilizar la materia orgánica y
remover patógenos mediante una descomposición biológica natural,
disminuyendo la DBO, los sólidos suspendidos, y coliformes fecales.
Estas lagunas de estabilización son utilizadas generalmente por poblaciones
rurales o urbanas pequeñas por su bajo costo de operación, mantenimiento, e
inversión en relación a las plantas de tratamiento convencionales.
Tipos de lagunas de estabilización:
2.4.1.2 Lagunas Anaerobias
La aplicación de estas lagunas es inapropiada desde el punto de vista ambiental.
Actualmente son muy cuestionadas por los problemas que pueden causar a la
atmósfera, como son la presencia de olores por ciertos gases formados y sobre
todo la emisión de metano (gas de efecto invernadero); es por esto que se
descarta su utilización para tratamiento de aguas residuales.
2.4.1.3 Lagunas Facultativas
2.4.1.3.1 Funcionamiento del sistema de lagunas facultativas
Las lagunas facultativas se caracterizan por presentar condiciones aerobias y
anaerobias dentro del mismo sistema, la zona aerobia se encuentra en la
superficie en contacto con la atmósfera y aquí se produce una simbiosis entre

39
bacterias aerobias y algas, y la zona anaerobia se encuentra en la parte inferior
donde no hay contacto con el oxígeno de la superficie (véase figura 2.3).
FIGURA 2.3.- Esquema de una laguna facultativa
Fuente: Stewart, 2005
La carga orgánica superficial de las lagunas facultativas está dada en función de
las condiciones climáticas de la zona de estudio, y las profundidades en estas
lagunas varían de 1 a 2 metros.
La remoción de DBO se debe a las interacciones de algas y bacterias, y la
eliminación de patógenos, se da por la sedimentación de los huevos de helmintos,
por el tiempo de retención de la laguna, los rayos solares que penetran en la
superficie, y la variación del pH debido a las algas.
El oxígeno que se adiciona en la superficie se debe a la fotosíntesis de las algas,
y a la reaireación por la acción del viento. A continuación un ejemplo de este tipo
de lagunas:
FOTOGRAFÍA 2.7.- Laguna Facultativa (Masaya, Nicaragua)
Fuente: Stewart, 2005

40
2.4.1.3.2 Eficiencia de las lagunas facultativas
La eficiencia de remoción de DBO5 es de 70-80% a un tiempo de retención de 5 a
50 días.
2.4.1.4 Lagunas Aerobias de maduración
Estas lagunas se caracterizan por presentar condiciones aerobias en todas sus
capas y su finalidad es mejorar la calidad del efluente con la mortalidad de
patógenos por lo que generalmente se las implementa después de una laguna
facultativa, comúnmente son de 1m de profundidad, resultan efectivas si los
tiempos de retención son relativamente altos.
2.4.1.4.1 Funcionamiento de las lagunas de maduración
En las lagunas de maduración se desarrolla una biomasa de algas y
microorganismos que proporcionan oxígeno para la estabilización de la materia
orgánica, por medio de bacterias aerobias y la reducción de la DBO. La
eliminación de patógenos se da por la radiación solar incidente.
2.4.1.3.3 Lagunas de Bajo Calado
Son lagunas de maduración con profundidad de 0.10, 0.20, o 0.35 m en las que
existe un mayor contacto del agua con el medio externo, por lo que hay
abundante intercambio de gases con el oxígeno.
Según Muñoz M., Cabrera R y Villacrés D. (2000), con profundidades de 0.10,
0.20, o 0.35 m, la penetración de la radiación solar es total, dando como resultado
una apropiada mortalidad de patógenos, con un tiempo de retención de 1 día
(condición crítica), el contaje de coliformes del efluente presenta valores de 230,
460, 750 ml, respectivamente.

41
Los valores mencionados cumplen con los límites de aguas para riego, en tal
virtud a más de depurar las aguas residuales, estas lagunas permiten canalizar el
agua para otro fin.
Estas lagunas funcionan con el modelo tipo flujo pistón expresado en la siguiente
ecuación: . Con la que se obtuvieron los valores expuestos
anteriormente.
En definitiva las lagunas con bajo calado aumentan la eficiencia en la mortalidad
de patógenos y por tanto se reducen los tiempos de retención en comparación
con las lagunas de maduración convencionales (1 metro de profundidad).
En la evaluación de mortalidad de patógenos previamente mencionada se
concluye que existe una mayor eficiencia en profundidades menores a 0.35
metros y que además, mientras mayor es el tiempo de retención, la eficiencia
aumenta.
2.4.2 SISTEMAS ANAEROBIOS
2.4.2.1 Reactor Anaerobio
El reactor anaerobio de flujo ascendente con manto de lodos o UASB (Upflow
Anaerobic Sludge Blanket), combina un digestor con un sedimentador en un solo
tanque, y no requiere sistemas adicionales.
2.4.2.1.1 Funcionamiento de un reactor anaerobio.
El agua residual ingresa por la parte inferior generando una turbulencia adecuada
mediante un flujo uniforme para que se cree un lecho de lodos con una expansión
determinada, y encima de este lecho una capa de lodos con sólidos provenientes
de lecho del lodo o de partículas separadas a la salida del afluente.

42
El lecho formado debe formar agregados de biomasa de tamaño adecuado
conocido como granulación del lodo, que debe tener una amplia superficie para el
contacto con la materia orgánica del agua con las bacterias anaerobias.
En el reactor como producto de la digestión anaerobia se produce metano o
biogás que puede ser utilizado como combustible (véase figura 2.4).
FIGURA 2.4.- Diagrama de un reactor Anaerobio
Fuente: Curso de tratamiento de aguas residuales, 2002
2.4.2.1.2 Eficiencia del reactor anaerobio
La eficiencia de remoción de DBO5 es de 60-70%. (Muñoz, experiencias de
trabajo)
2.4.3 SISTEMAS DE APLICACIÓN AL SUELO
En muchos países sobre todo en aquellos con escasez de agua, este método es
muy usado con el fin de encaminar los efluentes tratados hacia una agricultura
sostenible, además de la conservación de fuentes de agua.

43
El tratamiento consiste en una aplicación controlada de agua residual sobre una
superficie de terreno, en donde se dan los procesos depurativos físicos, químicos
y biológicos, disminuyendo así cierto grado de contaminación. La eficiencia de
depuración en este tratamiento depende de factores como el tipo de suelo, la
calidad de las aguas residuales, la profundidad y la tasa de aplicación.
Los sistemas de aplicación al suelo pueden lograr eliminar hasta un 100% de los
patógenos presentes en las aguas residuales, asimismo una remoción de 90% de
DBO5.
Entre los procesos de aplicación al suelo se mencionarán la irrigación, la
infiltración rápida y humedales.
2.4.3.1 Irrigación
Es un sistema muy utilizado en la aplicación en terrenos, para ejecutar este
proceso se usa de manera intermitente el efluente secundario, es decir, aguas
residuales con un pretratamiento, para cultivos, terrenos con vegetación y
forestales.
Para distribuir el agua residual se puede utilizar aspersores de alta carga,
rociadores de baja presión, o bien tuberías con orificios.
El agua aplicada al suelo se la puede perder en parte por la evapotranspiración
que dependerá del clima de la región, y una muy pequeña por percolación. Los
procesos como la percolación, la transformación biológica y la adsorción
contribuyen a la eliminación de los contaminantes.
De acuerdo a Metcalf y Eddy, (1996), la existencia de vegetación, las tasas de
aplicación bajas y un ecosistema de suelo activo proporcionan un alto nivel de
tratamiento para las aguas residuales.

Cd 4925

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Cd 4925

Similar a Cd 4925 (20)

Último

Último (20)

Cd 4925