Las plantas de tratamiento de agua de tipo doméstica para desarrollos residenciales constituyen no solo una necesidad, sobre todo cuando no hay disponible un sistema de alcantarillado o este es deficiente, sino obligación legal, a su vez que son una fuente potencial de inconvenientes como malos olores, ruidos, sobrecostos, impacto a la vista, ocupación de áreas aprovechables y altos costos operativos escondidos. Todos estos problemas se pueden prevenir si se siguen consideraciones de diseño basados en la teoría y la experiencia.

Una planta de tratamiento, en términos generales, transforma las características dadas del agua a tratar, en el caso de agua residual doméstica, con altos contenidos de materia orgánica y sólidos sedimentables, suspendidos y solubles, en agua ya tratada que cumple con la resolución 0631 del 2015 que establece los límites de vertido a cuerpos de agua en Colombia, es decir mis características finales deseadas.

Para poder lograr esta transformación, el agua a tratar debe pasar una serie de etapas que buscan remover los sólidos presentes y causantes de dichas características indeseadas, que además son responsables de la DQO y DBO. Estas espatas son: Pretratamiento, tratamiento primario, secundario y terciario.

Cada etapa remueve los sólidos de manera secuencial de acuerdo con su tamaño y por métodos diferentes, así:

1. El pretratamiento elimina sólidos sedimentables de gran tamaño por fenómenos físicos de diferencia de densidad, por ejemplo, flotación de grasas libres y decantación de arenas
2. El tratamiento primario elimina sólidos mas pequeños en comparación con aquellos removidos de la etapa anterior por fenómenos fisicoquímicos como coagulación y floculación de sólidos suspendidos que se renueven nuevamente por flotación o decantación.
3. El tratamiento secundario utiliza fenómenos biológicos para oxidar la materia orgánica soluble, por medio de bacterias de tipo anaerobias, es decir utilizando oxígeno en el proceso metabólico, o anaerobias sin la presencia directa de oxígeno.
4. Finalmente, se puede optar, dependiendo de la disposición del efluente, es decir: para vertido en alcantarillado, para riego, lavado, reuso en sistemas sanitarios, por un denominado tratamiento terciario o de pulimiento, que consiste básicamente de un filtrado y posterior desinfección con cloro u ozono.

Así, que la pregunta es, ¿Qué pasos debo seguir a la hora de diseñar una PTAR doméstica que incluya todas las etapas de tratamiento y sea exitoso?, veamos:

1. Determine el número de usuarios: ¿Cuántas personas van a generar las aguas residuales a tratar?, de esta manera y, a través de tablas ya establecidas en las normas técnicas como la NTC 1500 y NTC 1500, yo pueda establecer un caudal de producción. Esto también se puede determinar por el número de casas del proyecto, o área disponible para su desarrollo.

2. Conozca el tipo de vivienda: Los caudales generados dependen del tipo de vivienda, además del número de usuarios. Debemos conocer si las casas o apartamentos son para familias de bajos recursos, uso regular de clase media, casas de lujo o veraneo, ya que el tipo y cantidad de las unidades sanitarias (inodoros, orinales, duchas, lavamanos, tinas, lavaplatos, desagües), influyen en el caudal ya que tienen diferentes unidades de descarga, es decir la cantidad de agua que generan, que es en últimas lo que determina el canal a tratar.

3. Estudie las características del agua: Si bien es cierto, la mayoría de las aguas residuales domésticas tienen las mismas características, es importante tomar en cuenta consideraciones de tipo operativo y diseño arquitectónico. Por ejemplo, si las casas tienen triturador de basuras en los lavamanos, o cuantas, y de que tipo son las trampas de grasa, en caso de existir. También es importante conocer si el desarrollo tendrá áreas sociales como cocinas comunales, BBQ, fuentes, piscinas, y establecer su influencia en nuestra PTAR.

4. Determine la ubicación y área disponible: El espacio y ubicación determina principalmente el tipo de tratamiento secundario a escoger. Las plantas anaerobias normalmente ocuparán más espacio al ser mas ineficientes en la oxidación de materia orgánica en comparación con plantas aerobias, además, son fuente de malos olores si no se operan adecuadamente. Sin embargo, al no utilizar inyectores de aire como sopladores y compresores, son más silenciosas y con menor costo asociado a energía. Muchas plantas se pueden incluso instalar de forma subterránea sin afectar la vista y permitiendo el aprovechamiento de las áreas superficiales.

5. Dimensione con sabiduría: Dado el caudal a tratar, y el espacio disponible podemos “jugar” con los diferentes volúmenes de los equipos como pozos de eyección, homogeneizadores, trampas de grasa, decantadores, reactores y cloradores, de tal manera que controlen los caudales pico, es decir el horario donde el uso de unidades sanitarias es mayor, y traten el agua de manera continua el resto del día, recordemos que a la naturaleza, y la PTAR es una representación de la naturaleza, no le gustan los picos repentinos de variables. Dimensionar con base en picos y caudales promedio solamente, resulta en plantas sobredimensionadas en términos de área, energía, insumos y operación, y sus costos asociados.

6. Calcule los costos y escoja a largo plazo: No hay mejor forma de ponerlo que “lo barato sale caro”, una PTAR sin: estudios previos de usuarios, características del agua, ubicación y dimensionamiento, será básicamente una serie de tanques en concreto o fibra de vidrio comprados en una ferretería que parecerá como una PTAR, pero estará muy lejos de serlo. Desde el primer día su arranque será costoso por la cantidad de tiempo que requerirá hacerlo y los insumos que harán falta. Químicos para el control de grasa y olores, bacterias para potenciar la labor que las bacterias que deberían estar presentes en la planta no realizan, cloro para mitigar los olores y el impacto sanitario. Finamente la presencia continua de un operador, supervisor y asesores que traten de poner en marcha algo que pudo haber funcionado bien de haber sido bien diseñada, pero esta vez gastando mucho más. ¿Qué costos debo tener claro en cada diseño?

• Inversión inicial: Cuanto cuesta la planta, debe incluir:
  1. Diseño: Planos y permisos para el desarrollo del proyecto.
  2. Equipos: Tanto primarios como pozos de eyección, tamices, trampas de grasas, homogeneizadores, decantadores, reactores, cloradores, de manejo y disposición de lodos, etcétera, y complementarios como: bombas, válvulas, tableros de control, medidores, tuberías, accesorios, anclajes.

• Instalación: Debe incluir: Obra civil como excavaciones, cimentación refuerzos en loza, techos, casetas, cercamientos. Mecánica: anclajes, uniones, refuerzos, soldadura de herrajes. Hidráulica, uniones, tubería, sellos y pruebas de fugas en tubos y tanques. Potencia: conexión de energía a tableros, bombas, iluminación y enchufes. Control y automatización: para el manejo de la planta, sensores, actuadores, indicadores, instrumentación y PLC.

1. Arranque: Una PTAR necesita mínimo 20 días para el correcto crecimiento de las bacterias que harán el tratamiento de la materia orgánica, durante este tiempo debe haber personal de operación, supervisión y se deben agregar dosis de inicio de bacterias y control de grasa, además de cloración.
2. Operación: Se debe indicar el costo de la energía que consumirá la PTAR, dado por la sumatoria de la potencia de cada componente eléctrico. También los costos asociados con la operación, principalmente mano de obra que el plantas bien diseñadas y automatizadas puede compensar la inversión inicial. Otro costo operativo son los insumos necesarios para su operación, una planta bien diseñada requiere menos insumos que una mal diseñada que requiera dosis de choque constantes para el manejo de las múltiples eventualidades que pueden surgir asociadas al mal diseño. Principalmente son: malos olores y el no cumplimiento de parámetros de vertido.

7. Reuso: No solo tenemos una responsabilidad económica y legal, debemos tener un impacto positivo en el medio ambiente y la sociedad, y la mejor forma de hacerlo, beneficiado nuestra economía es reusando el agua para riego. Considerar un tratamiento terciario de filtración y desinfección nos permitirá usar el agua de salida de la PTAR en riego de aéreas de jardines, con dos impactos directos: reducción del volumen de agua potable consumida y reducción en el volumen de agua residual producida, ambos con impacto directo en la factura de luz y alcantarillado.

En conclusión, el tiempo que se use para conocer muy bien el agua a tratar y su entorno, me llevará a tomar decisiones inteligentes que influyan positivamente en mi proyecto. Si bien es cierto que las aguas residuales de tipo doméstico pueden parecer “pan comido” a la hora de diseñar los sistemas de tratamiento, los pequeños detalles producto de pasar por alto algunas consideraciones importantes pueden tener fuertes impactos como: ruidos, malos olores, impactos visuales, costos de operación elevados, que, en últimas, pueden afectar negativamente el valor final de mis casas y constituir a la larga en un problema mayor ya que no cumpliré con los parámetros establecidos por la ley. La buena noticia es que ya existen métodos y la tecnología para que la gestión hídrica de este tipo de proyectos se haga de manera sostenible en términos ambientales, sociales y económicos.