Evaluación de la Calidad de las Aguas Lluvias de Escorrentía sobre Tejados

para su Posible Aprovechamiento- Caso Altos de La Florida (Soacha, Cundinamarca), Villa

Alexandra y Acacias (Localidad De Kennedy, Bogotá D.C.) -

Torres A.(1), Méndez Fajardo S.(1), López Kleine L.(2), Marín Valencia V.(3), González Valencia J.A.(3), Suárez Blanco J.C.(3), Pinzón Melo J.D.(3), Ruiz López A.(3)

(1) Grupo de Investigación ISAD, Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Javeriana, sede Bogotá(2) Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá(3) Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Javeriana, sede Bogotá

Introducción

interés creciente en aprovechamiento del agua lluviacomo fuente alternativa de agua en zonas urbanas

Chen et al., 2008

Bord Na Mona, 2007

interés creciente en aprovechamiento del agua lluviacomo fuente alternativa de agua en zonas urbanas

Simi, 2005

Mitchell et al., 2006

Solución no neutra desde el punto de vista sanitario=> f(oferta hídrica disponible, calidad, usos)

Fletcher et al., 2008

Desconocimiento: - calidad de aguas lluvias- niveles de tratamiento necesarios- riesgos sobre la salud humana

McCarthy et al., 2008

Metales pesados presentes en las aguas lluvias(Boller, 1997 ):- Cd- Cu- Pb- Zn- (Ni)

Sänkiaho, 2009

Sänkiaho, 2009

Metales pesados presentes en las aguas lluvias(Boller, 1997 ):- Cd- Cu- Pb- Zn- (Ni)

Metales pesados presentes en las aguas lluvias(Boller, 1997 ):- Cd- Cu- Pb- Zn- (Ni)

Morrow et al., 2010

Origen (Göbel et al., 2007):- procesos de combustión,- industrias de hierro o acero,- industrias de metales no

ferrosos,- plantas de incineración, - industrias cementeras o

vidrieras-tráfico vehicular

Cd (Hays et al., 2008):- fundición de metales,- galbaneras, - minería, - combustión de carbón, ….

Sänkiaho, 2009

En aguas de escorrentía sobre tejados (Gromaire et al., 2001):SST = 3 mg/L - 304 mg/LDBO5 = 1 mg/L - 27 mg/L.

Factores que influyen en corrosión de tejados (He, 2002):humedad relativa,pH concentraciones en atmósfera:

dióxido de carbono (CO2),dióxido de azufre (SO2), …

Disponibilidad de contaminantes= f(características de precipitaciones).

Concentraciones en metales pesados (He, 2002):variables en x y t

En Colombiarecolección de aguas lluvias para diferentes usos:

- desagüe de inodoros,- lavado de patios, pisos y fachadas,- riego- consumo animal y humano.

Este trabajo:- resultados de análisis de calidad de aguas lluvias de

escorrentía sobre tejados en Altos de la Florida (Soacha, Cundinamarca),Villa Alexandra y Acacias (Kennedy, Bogotá)

- análisis sobre su adaptabilidad para diferentes usos

Materiales y Métodos

Soacha (Pachón Quinche, 2005):- industria textil- fabricación de pinturas y barnices,- jabones y detergentes, - caucho, - vidrio, - ladrillos, - fundición de cobre, plomo y acero

Comunidad Altos de la Florida (Soacha)

Kennedy:- bodegas utilizadas como talleres- materiales reciclables y plantas de recolección - alto tráfico vehicular - quema de cocinol- fabricación de carbón vegetal

Febrero – Abril 2010:- 7 muestras en el barrio Altos de la Florida (Soacha)- 23 muestras en Villa Alexandra y Acacias (Kennedy)- 7 y 6 casas con tejas de zinc y fibrocemento

Ensayos (Laboratorio de Pruebas y Ensayos, FI, PUJ ):- turbiedad (x3)- DBO5 (x3)- Cd (x3)- Zn (x3)

Estándares de calidad:- Ministerio de Salud República de Colombia, 1984- U.S. EPA 2004

Análisis estadísticos:- pruebas de homogeneidad de varianza (Bartlett)- de normalidad (test de Shapiro-Wilk)

=> Kruskal-Wallis (valores p < 0.05)preguntas:influencia del tipo de tejadoinfluencia de eventos lluviososinfluencia de zona urbana

…sobre la calidad del agua muestreada ?

programa R (R Development Core Team, 2010).

Resultados y Discusión

evento  casa turbiedad (NTU) DBO5 (mg/L) Cd (mg/L) Zn (mg/L)

15 de febrero de 2010 

Casa 1‐Zn  51  30  0.1392  5.4009 Casa 2‐Zn  38  NA  0.2035  4.472 Casa 3‐Zn  28  NA  0.1407  5.1451 Casa 4‐FC  60  NA  0.2342  1.9424 Casa 5‐FC  43  NA  0.3722  3.7758 Casa 6‐FC  49  64  0.2303  1.7802 

16 de febrero de 2010 

Casa 1‐Zn  24  24  0.0077  4.2311 Casa 2‐Zn 14 NA 0.0063 4.9755Casa 3‐Zn 14 NA 0.0105 4.9683Casa 4‐FC 35 NA 0.0433 0.4955Casa 5‐FC  30  NA  0.0064  0.5304 Casa 6‐FC  46  14  0.0081  1.4053 

12 de marzo de 2010 Casa 7‐FCp‐Zn  34  NA  0.0206  1.6917 Casa 8‐FC  33  NA  NA  0.7023 Casa 9‐Zn  48  NA  NA  5.3021 

22 de marzo de 2010 

Casa 2‐Zn  21  24  0.3054  5.0433 Casa 3‐Zn 1 NA 0.4978 1.5193Casa 4‐FC 1 16 0.6249 0.0523Casa 5‐FC 1 NA 0.2678 3.092Casa 6‐FC  2  16  0.1064  0.3976 

12 de abril de 2010 

Casa 1‐Zn  1  10  0.3591  2.9166 Casa 2‐Zn  1  8  0.2259  0.9625 Casa 3‐Zn  2  NA  NA  2.3497 Casa 4‐FC  1  NA  0.3062  0.4907 Casa 5‐FC  8  8  0.3312  0.3576 Casa 6‐FC 1 8 0.5471 0.4001

30 de abril de 2010 

Casa 10‐FCp‐Zn 2 NA 0.705 0.8726Casa 11‐FCp‐Zn  2  NA  0.4078  1.0428 Casa 12‐Zn  1  NA  0.1111  1.2511 Casa 13‐FCp‐Zn  1  NA  NA  1.9324 Casa 14‐FCp‐Zn  16  NA  0.6729  3.9104 

t > 5 NTUrestricción para riego (U.S. EPA, 2004)

DBO5 > 10 mg/Lrestricciones (U.S. EPA, 2004):

- descarga de sanitarios y orinales,- usos recreativos con contacto primario,- riego no agrícola y agrícola por aspersión- lavado de automóviles

Cd > 0.01 mg/Lrestricción (Ministerio de Salud, 1984; U.S. EPA, 2004):

riegoconsumo humano

Zn > 2 mg/Lrestricción (Ministerio de Salud, 1984; U.S. EPA, 2004):

riego

(i) lluvias: abril Vs febrero - marzo

(ii) utilización para vaciar sanitarios y orinales o para lavado de pisos y fachadas.?

RESULTADOS ANOVA

valor p < 0.05 valor p < 0.05

(i) lluvias: abril Vs febrero – marzo

(ii) periodos de tiempo seco anteriores a las lluvias?

(iii) DBO5, : acumulación de materia orgánica ?

RESULTADOS ANOVA

valor p < 0.05

valor p < 0.05valor p < 0.05 valor p < 0.05

valor p < 0.05

aumento de I o H de lluvias:abril Vs febrero – marzo ?

RESULTADOS ANOVA

valor p < 0.05

valor p < 0.05valor p < 0.05 valor p < 0.05

valor p < 0.05

valor p < 0.05

valor p < 0.05

Conclusiones

- agua muestreada: no apta para vaciar sanitarios y orinales, riego, lavado de pisos y fachadas ni consumo humano

- altos valores de turbiedad y altas concentraciones en DBO5, Cd y Zn.

- alta variabilidad espacial (Cd) y temporal (para todos los parámetros)

- variabilidad : materiales de los techos (Cd y Zn)

- en algunos casos y condiciones especiales, el agua lluvia de escorrentía sobre tejados podría ser adaptada para algunos usos domésticos:

ej: muestras de finales de marzo y abril para vaciar sanitarios y orinaleso para lavado de pisos y fachadas

- usos restringidos en algunas épocas del año?

- se realizarán mediciones de parámetros microbiológicos y físico-químicos complementarios.

- altas concentraciones en Cd y Zn:régimen de lluvias?actividades urbanas (Cd)?material del techo (Cd y Zn)?

- se realizará un estudio más profundo de estas relacionesorigen de la contaminaciónproponer soluciones adaptadas a las comunidades