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Estudio de colmatación de suelo en lagunas de infiltración

Por: Lizbeth Cristina Higuera López (1), Raúl Campuzano Chávez (2), Lorenzo Valenzuela Vásquez (1), M. Humberto Hernández Aguilar (2)

El Organismo Operador Municipal de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento de San Luis Río Colorado (OOMAPAS), Sonora, México, se encarga del abastecimiento de agua para una población de 178,380 habitantes mediante la extracción de 21 pozos profundos localizados de la zona urbana (INEGI, 2010). La ciudad cuenta con una cobertura de drenaje de 84%, actualmente depura las aguas residuales que genera la población mediante una planta de tratamiento diseñada para recibir un caudal total de 756 l/seg, el sistema está constituido por tres trenes independientes. El caudal de diseño para cada etapa fue de 378 l/seg, con tren de tratamiento de 189 l/seg. El tren de tratamiento está formado por una laguna anaeróbica, una laguna facultativa, dos lagunas de maduración y 4 lagunas de infiltración. Una vez tratada el agua en el sistema lagunar pasa a través de un canal elevado hacia el sistema de infiltración que consiste en camas de arena de una superficie de 110 m X 110 m, el agua depositada aquí es descargada al acuífero de la región que se encuentra a una profundidad aproximada de 26 m, estudios realizados han demostrado que a esta profundidad el agua llega con una calidad que cumple con la norma NOM-001-SEMARNAT-1996 para este fin (Campuzano, 2015).

La problemática que se está presentando es la disminución de la capacidad de infiltración, presentándose una colmatación en los suelos por materia orgánica y en su mayoría por algas que conforman en su mayoría el conjunto de sólidos suspendidos del efluente. En operación normal estos sólidos suspendidos deben quedar en la superficie de la laguna en forma de costra, en casos raros éstos penetraran hasta los 5 cm de profundidad.

La situación puede ser la forma de mantenimiento que éstas reciben, no es la adecuada debido a que se está realizando una incorporación de los residuos mediante un paso de rastra ocasionando que los residuos queden presentes en los primeros 15 cm de profundidad.

Fernández y García (2009) mencionan que la colmatación representa el principal problema en las estructuras de recarga artificial, tanto superficiales como profundas, al minimizar de forma drástica la capacidad de infiltración de medios porosos en periodos de tiempo cortos, como resultado de procesos físicos, químicos y biológicos; indican además que la colmatación generalmente está motivada por la interacción e interdependencia de varios mecanismos que con frecuencia son difíciles de distinguir como son: Colmatación Física por partículas en suspensión, generalmente en el agua de recarga o generadas en el seno del acuífero por fuerzas hidrodinámicas o hidroquímicas; Biocolmatación Bacteriana por acumulación de microbios o productos extracelulares; y Colmatación Química por disolución y precipitación de minerales, con frecuencia catalizados por microbio o algas al extraer CO2 disuelto en su actividad fotosintética.

La disminución de la capacidad de infiltración en las lagunas ocasionaría que se incrementaran los volúmenes de manejo de la planta haciendo ineficiente la operación, por lo que es necesario realizar estudios de tal manera que se determinen las características de operación y se logre una recuperación de la capacidad de infiltración.

El objetivo de este estudio es identificar las causas y el grado de colmatación de los suelos de las lagunas de infiltración que ocasionan una disminución en la permeabilidad del suelo y deficiente operación de las lagunas de infiltración, a fin de establecer medidas correctivas para restablecer la capacidad de infiltración de los suelos.

Este trabajo se realizará en las 8 lagunas y un estándar en suelos naturales que comprenden el sistema de infiltración.

Se determinará la capacidad de infiltración del suelo de las 8 lagunas en estudio, así como en un terreno no alterado, utilizando el método del doble cilindro.

Se seleccionarán los sitios de muestro para cada laguna de tal manera que sean representativos. En cada uno de los puntos seleccionados se realizará un perfil y se tomarán 7 muestras distribuidas a cada 5 centímetros, considerando que la profundidad del rastreo es de aproximadamente 30 cm de profundidad.

Se realizarán los perfiles de características físicas de los suelos en cada una de las lagunas para determinar el grado de afectación de la infiltración por la deposición de sólidos.

Una vez obtenidos los resultados se analizarán para determinar las causas que ocasionan la reducción de la infiltración, y proponer opciones de manejo para recuperar la capacidad de infiltración de las lagunas.

Como resultados preliminares se tienen que en la laguna 8 se han obtenido porcentajes de materia orgánica que va desde 8 hasta un 23.4% a nivel superficial, y de 7.6 hasta 18.3 % para los primeros 5 cm de profundidad, y tiende a acumularse en el lado oeste de la laguna, influenciado por una desnivelación del terreno y manejo inadecuado en el mantenimiento; los conglomerados de agua en la laguna ocasionan puntos más saturados con materia orgánica haciéndolos menos permeables. Los resultados que se esperan de este estudio son que la PTAR opere adecuadamente y recuperar la capacidad de infiltración para la que fue programada, además que se le dé el mantenimiento preventivo adecuado.

Bibliografía

• Campuzano Ch., R. (2015). Estudio de colmatación por materia orgánica en lagunas de infiltración. Informe de trabajo. Organismo Operador Municipal de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (OOMAPAS).
• Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2010). Censos y conteos de población y vivienda.
• Fernández E., E.A. y García R., M. (2009). Gestión de la recarga artificial de acuíferos (MAR). Segunda edición, Serie Hidrogeología Hoy. Madrid.
• Límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. NORMA Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1996. Diario Oficial de la Federación el 24 de junio de 1996.

(1) Universidad Estatal de Sonora, (2) Organismo Operador Municipal de Agua Potable Alcantarillado y Saneamiento de San Luis Río Colorado, Sonora.

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