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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA (Creada por Ley Nro. 25265)

SUBVENCIÓN DE PROYECTOS DE TESIS PARA ESTUDIANTES FINANCIADOS CON RECURSOS DE FOCAM. PROYECTO DE INVESTIGACIÓN “EFICIENCIA DE LOMBRIFILTRO IMPLEMENTANDO LA TÉCNICA DE PARED CALIENTE EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS DEL CENTRO POBLADO DE HUAYLACUCHO DEL DISTRITO DE HUANCAVELICA- 2016”

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: CONSERVACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD Y EL ECOSISTEMA DE LA ZONA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO CAMISEA TESISTAS: RESPONSABLE

: Huiza Cayetano, Jackeline Karen. : Ordoñez Cayetano, Nils Gustavo.

ASESOR

: Mg. Fernando Martín, Toribio Román

FECHA DE REGISTRO

:

FECHA DE INICIO

: Enero del 2017.

FECHA DE CULMINACIÓN

: Julio del 2017.

HUANCAVELICA DICIEMBRE DEL 2016.

Índice CAPÍTULO I: PROBLEMA ............................................................................................................... 6 1.1.

Planteamiento del Problema.......................................................................................... 6

1.2.

Formulación del Problema. ............................................................................................ 8

1.2.1. 1.3.

Problema General ..................................................................................................... 8

Objetivos ............................................................................................................................. 8

1.3.1.

Objetivo General ....................................................................................................... 8

1.4.

Justificación. ...............................................................................................................

1.3.2. Objetivos Específicos .................................................................................................... 88 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 11 2.1.

Antecedentes. .................................................................................................................. 11

2.2.

Bases Teóricas. ............................................................................................................... 12

2.2.1.

Caracterización de Aguas residuales domésticas ............................................. 13

2.2.2.

Parámetros principales de los efluentes domésticos ...................................... 14

2.2.2.

Lombrifiltro................................................................................................................... 15

2.2.3.

Usos ............................................................................................................................... 16

2.2.4.

Eficiencia del Lombrifiltro ........................................................................................ 16

2.2.5.

Descripción de la lombriz californiana Eisenia foetida .................................... 17

2.2.6.

Condiciones ideales y desfavorables de su hábitad ........................................ 18

2.2.7.

Características de la tecnología “pared caliente” ............................................. 19

2.3.

Hipótesis. .......................................................................................................................... 20

2.3.1. Hipótesis General ........................................................................................................ 20 2.4.

Definición de Términos ................................................................................................. 20

2.5.

Identificación de Variables. .......................................................................................... 23

2.5.1. Variables Independientes .......................................................................................... 23 2.5.2. Variables Dependientes ............................................................................................. 23 2.6.

Operacionalización de Variables. ............................................................................... 23

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ................................................................................. 25 3.1.

Tipo de Investigación. ................................................................................................... 25

3.2.

Nivel de Investigación. .................................................................................................. 25

3.3.

Método de Investigación............................................................................................... 25

3.4.

Diseño de Investigación. .............................................................................................. 26

3.5.

Población, Muestra, Muestreo. .................................................................................... 26

3.5.2.

Muestra...................................................................................................................... 26

3.5.3.

Muestreo ................................................................................................................... 27

3.6.

Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos............................................... 28

3.7.

Procedimiento de Recolección ................................................................................... 28

3.7.1.

Descripción del proceso de muestreo.............................................................. 29

3.7.2. 3.8.

Descripción de determinación del análisis de los indicadores ................. 29

Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos................................................... 30

3.8.1.

Canalización ............................................................................................................ 31

3.8.2.

Cámara de Rejas ..................................................................................................... 31

3.8.3.

Desarenador ............................................................................................................ 32

3.8.4.

Ecualización............................................................................................................. 32

3.8.5.

Diseño del Lombrifiltro ......................................................................................... 32

3.9.

Ámbito de estudio .......................................................................................................... 34

3.9.1.

Ubicación Geopolítica ........................................................................................... 35

3.9.2.

Ubicación Geográfica. ........................................................................................... 35

3.9.3.

Clima .......................................................................................................................... 36

3.9.4.

Relieve ....................................................................................................................... 36

CAPITULO IV. ASPECTO ADMINISTRATIVO ........................................................................... 37 4.1

Recursos Humanos ....................................................................................................... 37

4.2

Recursos Materiales ...................................................................................................... 37

4.3

Presupuesto..................................................................................................................... 39

4.4

Financiamiento................................................................................................................ 40

4.5

Cronograma de Actividades ........................................................................................ 40

4.6

Cadena de gastos por partida..................................................................................... 40

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................ 42 ANEXOS ............................................................................................................................................ 46 Matriz de consistencia. ................................................................................................................... 46 PLANOS Y DISEÑOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO ................................................................... 48

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Índice de Ilustraciones ILUSTRACIÓN 1: CAUCE DE FLUJO RESIDUAL QUE CONTAMINA EL AMBIENTE ........................ 7 ILUSTRACIÓN 2: REBOSE DEL AGUA RESIDUAL ................................................................................... 7 ILUSTRACIÓN 3: FLUJOGRAMA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO ................................................. 33 ILUSTRACIÓN 4: UBICACIÓN DEL PUNTO DE DESCARGA ................................................................ 34 ILUSTRACIÓN 5: UBICACIÓN GEOPOLÍTICA DEL CENTRO POBLADO DE HUAYLACUCHO .... 35

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Índice de Tablas TABLA 1: USOS DEL LOMBRIFILTRO. 16 TABLA 2: PORCENTAJE DE REMOCIÓN DEL LOMBRIFILTRO. 16 TABLA 3: OPERALIZACIÓN DE LA VARIABLE DEPENDIENTE 24 TABLA 4: OPERALIZACIÓN DE LA VARIABLE INDEPENDIENTE 24 TABLA 5: REQUISITOS PARA TOMA DE MUESTRA DE AGUA RESIDUAL Y PRESERVACIÓN DE LAS MUESTRAS PARA MONITOREO 27 TABLA 6: TÉCNICAS, INSTRUMENTOS Y MÉTODOS DE LOS INDICADORES. 28 TABLA 7: LISTA DE MATERIALES DE LA INVESTIGACIÓN 37 TABLA 8: PRESUPUESTO ESPECÍFICO DE LA INVESTIGACIÓN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. TABLA 9: CONOGRAMA DE ACTIVIDADES 40 TABLA 10: CADENA DE GASTOS POR PARTIDA ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

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CAPÍTULO I: PROBLEMA 1.1. Planteamiento del Problema. Como promedio, 10% de las aguas de alcantarillado recolectadas en Latinoamérica son sujetas a cualquier tipo de tratamiento. Además, continúan las dudas acerca del modo apropiado de operar las plantas de tratamiento existentes. Con la ausencia de tratamiento, las aguas negras son por lo general vertidas en aguas superficiales, creando riesgo para la salud humana, la ecología y los animales. Para mejorar las condiciones de salud y saneamiento en las regiones en vías de desarrollo, se necesitan plantas de tratamiento eficientes para el manejo de agua potable y aguas residuales. Sin embargo, dichos esfuerzos requieren inversiones sustanciales de capital (Reynolds Kelly 2002). En la actualidad, de las 253 localidades del ámbito de las empresas prestadoras de servicios (EPS) en el Perú, 89 no cuentan con tratamiento de aguas residuales, por lo que el agua residual cruda de estas localidades se vierte directamente a los ríos, mares, pampas o drenes. En las 164 localidades restantes, todas o parte de las aguas residuales son vertidas al alcantarillado, conducidas hacia una planta de tratamiento de aguas residuales. Las 89 localidades vertieron un total de 298 000 metros cúbicos de agua residual por día al medio ambiente sin ningún tratamiento.

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La Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS) visitó 204 plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) hasta el 2013, de las que 163 estaban operativas, 32 en construcción y 9 paralizadas; se ha evidenciado que la tecnología del tratamiento secundario por lagunas facultativas es la más aplicada en el Perú (Losee, Dirk 2015). Las aguas residuales, están compuestas por materias orgánicas e inorgánicas que constituyen un elevado riesgo para la salud pública y para el ambiente (Méndez, Juan 2008). El centro poblado de Huaylacucho tiene una geografía accidentada, además las casas se encuentran a diferentes altitudes. El 70% de los hogares cuentan con el sistema de alcantarillado mientras que el 30% de las personas utilizan otros medios para desechar sus aguas residuales. La localidad tiene una planta de tratamiento de aguas residuales, en estado de paralización, por falta de mantenimiento y operación. El pre tratamiento se encuentra obstruido por residuos como: plásticos, cáscaras, etc. El agua residual rebalsa y se descarga al ecosistema, originando la formación de un cauce de flujo residual, contaminando el ambiente. Actualmente esta fuente se utiliza para bebida de animales, al ser beneficiados, se expenden las carnes en los mercados de Huancavelica, lo que podría podrían generar enfermedades gastrointestinales quien los consume.

Ilustración 1: Rebose del agua

Ilustración 2: cauce de flujo residual

residual.

que contamina el ambiente

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1.2. Formulación del Problema. 1.2.1. Problema General ¿Cuál será la eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016?

1.3. Objetivos 1.3.1. Objetivo General Evaluar la eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

1.3.2. Objetivos Específicos 

Determinar la eficiencia del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en la remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.



Determinar la eficiencia del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente, en la remoción de Coliformes Termotolerantes de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

1.4. Justificación. Conveniencia La presente investigación permitirá tratar las aguas residuales domésticas generadas por el Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica, mitigando la contaminación al remover la concentración de la demanda bioquímica de oxígeno y Coliformes Termotolerantes, además de contaminantes que la presente investigación no se evaluará pero que influenciará en la mejora de la calidad de agua. 8

La implementación del Lombrifiltro es una tecnología ecológica, económica, sustentable y benéfica que no genera olores, lodos ni ruido. De su tratamiento se obtiene como subproducto el abono natural (humus), que se podría utilizar para el mejoramiento de suelos. Este tratamiento es de simple operación y mantenimiento, aplicable a distintas condiciones climáticas (Tohá, José 2016). Relevancia social Con la implementación del lombrifiltro se obtendrán impactos positivos en la mejora de la calidad de agua residual. Beneficios en los temas de salud, como por ejemplo: la dismi¡nución de las enfermedades producidas por patógenos presentes en el agua residual. Parte de la comunidad se dedica a la ganadería, al estar los animales en contacto con el foco infeccioso provoca enfermedades, lo que conllevaría a generar gastos en los ganaderos para la salubridad de sus animales (Miranda, Patricia 2005).

Implicancias prácticas Mejorará la calidad del agua de los efluentes domiciliarios de tal manera, que la contaminación que genera al cuerpo receptor se reducirá (Arango, Jessica 2003). Al obtener resultados favorables en la investigación se podría magnificar a través de los programas de saneamiento en otras localidades, considerando las condiciones de construcción, operación y mantenimiento.

Valor teórico La implementación del Lombrifiltro, al ser evaluado, a través de un análisis de laboratorio, se determinará la eficiencia de remoción de contaminantes de las aguas residuales con el tratamiento aerobio. Para poder alcanzar los objetivos propuestos, se instalará la técnica de calentamiento que permitirá el desarrollo metabólico normal de los organismos y microorganismos que se van a desarrollar en este medio. Al contar con el Lombrifiltro, se propone cumplir con la legislación peruana: D.S. Nº 003-2010-MINAM “Límite Máximo Permisibles para los efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas o municipales” (El Peruano 2010). 9

La información obtenida podrá servir de fundamento para otras investigaciones sobre el tratamiento de aguas residuales aerobio. Utilidad metodológica La formación de la biopelícula ocurre cuando un ecosistema microbiano se adhieren a una superficie, formando una comunidad con características funcionales y estructuras complejas, donde las células establecen relaciones de dependencias: viven, cooperan y se comunican entre ellas a través de señales químicas. Para adaptarse a la biopelícula, las bacterias hacen cambios importantes en su estructura y metabolismo (El Peruano 2016). En este contexto las bacterias juegan un papel fundamental en la descomposición y estabilización de la materia orgánica, pueden clasificarse en base a su metabolismo, en heterótrofas y autótrofas (Dueñas, Raisa 2015). Por tanto el contacto de las aguas residuales con el estrato del Lombrifiltro, harán posible la formación de biopelícula, haciendo posible influir en la remoción de contaminantes.

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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1. Antecedentes.

A nivel internacional: 

(Quinchel, José 2015) realizó el informe “Plan de gestión de manejo de sistema sanitario de aguas servidas por sistema Tohá, Putre” donde menciona: El Lombrifiltro está compuesto por distintos estratos, conteniendo en su parte superior un alto número de lombrices. El afluente percola a través de los distintos estratos del filtro, quedando retenida la materia orgánica en las capas superiores del mismo, para luego ser consumida por las lombrices y la flora bacteriana asociada, oxidándola a anhídrido carbónico y agua, pasando una parte menor de ella a constituir masa corporal de las lombrices y otra mayor en deyecciones de las mismas, lo que constituye el humus de lombriz.



(Castillo, Nelson 2015), realizaron la investigación “Diseño de un sistema alternativo para el tratamiento de aguas residuales urbanas por medio de la técnica de lombrifiltros utilizando la especie Eisenia foetida”; mencionan que se obtuvo una eficiencia del 92,6% de remoción de carga orgánica en el sistema de lombrifiltros.



(Reyes Jimmy 2014), sustento la tesis, “Propuesta de diseño de un sistema de biofiltro para el tratamiento de aguas residuales producidos en la Central

11

Termoeléctrica Sacha de la Unidad de Negocio Termopichincha – CELEC EP”. Observó la elevada tasa de mortalidad de lombrices adultas, 11 de 25 lombrices, lo que no sucedió con las lombrices jóvenes, 13 de 15 lombrices durante el proceso de aclimatación al agua residual. 

(Mariano Kusanovic. 2009), en su investigación “Planta de tratamiento de Riles”, sostiene que el sistema Tohá se caracteriza por no producir lodos, en cambio, genera humus orgánico que se utiliza Como fertilizante.



(Miranda, Patricia 2005) sustentó su investigación titulada “Sistema Tohá; una alternativa ecológica para el tratamiento de aguas residuales en Sectores Rurales”, donde menciona que el Sistema Tohá, es una realidad que se está aplicando en pequeñas comunidades rurales, escuelas, residencias privadas, mataderos, empresas del área agro-alimenticia, etc. y municipalidades por ser muy eficiente.



(Arango, Jessica 2003). En su investigación “Evaluación Ambiental del Sistema Tohá en la remoción de Salmonella en Aguas Servidas Domésticas”, menciona que el sistema Tohá resultó ser efectivo en un 95% en la remoción de DBO y reducción de 6 unidades logarítmicas en coliformes fecales y totales, cumpliendo con los parámetros de calidad de agua establecidos en la Norma Chilena CHN 1.333, para uso en riego de cultivos agrícolas.

2.2. Bases Teóricas. Según la teoría Endosimbiótica

Realizada por Lynn Margulis, menciona que la primera simbiosis se produjo al fusionarse una bacteria nadadora con otra que utilizaba el azufre y el calor como fuente de energía; así se originaría un organismo con las características de ambas que sería el primer eucarionte, con membrana nuclear, y que se convertiría en el ancestro de todos los organismos pluricelulares. La segunda simbiosis se realizó entre este eucarionte anaerobio y una bacteria aerobia, capaz de realizar la respiración celular, mucho más eficiente que la 12

fermentación; de esta forma, la célula eucariota adquiriría la capacidad de obtener más energía a partir de la materia orgánica. Así surgieron las células eucariotas con mitocondrias que, posteriormente darían lugar a los hongos y los animales (Manzano, Beatriz 2010).

Según del teoría de Miasma Teoría miasmática, por Thomas Sydenham y Giovanni María Lancisi donde se menciona que no solo surgió en la ingeniería sanitaria, sino también toda una obsesión enfermiza por la higiene que fue aprovechada por algunos mercaderes que ofrecían aerosoles con timol para asperjar en los baños, "trampas de alcantarillas" Capaces de "prevenir el reflujo de los gases nocivos desde las alcantarillas a sus casas" o desinfectantes a base de cloruro de sodio para ser colocados en los tanques de los sanitarios (Volcy, Charles 2007).

Según la Teoría Microbiana

La formulación de la teoría del germen o teoría microbiana de la enfermedad es la culminación de las investigaciones realizadas por Louis Pasteur y Robert Koch, el primero sobre el gusano de seda y la fermentación del vino y de la cerveza; y el segundo sobre el ántrax y la tuberculosis. Dicha teoría rompió con los viejos esquemas, se fundamentó en la observación experimental y abrió la era del concepto moderno de causalidad, apoyado en los atributos de asociación, temporalidad y dirección (Volcy, Charles 2007).

2.2.1. Caracterización de Aguas residuales domésticas Aguas residuales Agua que ha sido usada por una comunidad o industria y que contiene material orgánico o inorgánico disuelto o en suspensión (El Peruano 2016). Aguas residuales domésticas Agua de origen doméstico, comercial e institucional que contiene desechos fisiológicos y otros provenientes de la actividad humana.

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2.2.2. Parámetros principales de los efluentes domésticos Temperatura Si bien el líquido cloacal doméstico tiene una temperatura un poco más elevada que el agua suministrada, encontrar líquidos con temperaturas muy elevadas nos indica que se está produciendo una descarga industrial o comercial. El líquido en tales condiciones produce el deterioro de la red cloacal y en caso de llegar sin modificación al sitio de disposición final, provocaría alteraciones en el medio ambiente. Color y olor Los efluentes domiciliarios tienen color gris cuando es fresco y al envejecer tomo un color negro brillante. Cualquier variante indica la presencia de residuos industriales y su color nos puede indicar de qué producto se trata. El color interfiere con la transmisión de la luz, por lo que de volcarse a un curso de agua disminuirá la acción fotosintética. El olor de un efluente doméstico es indicativo de su vejez, pues cuando es fresco es ligeramente pútrido, pero cuando es viejo se septiza y produce hidrógeno sulfurado que le confiere un olor fuertemente pútrido. Potencial de Hidrogenoides (pH) Logaritmo con signo negativo de la concentración de iones hidrógeno, expresado en moles por litro (El Peruano 2016). Alcalinidad Normalmente los efluentes son alcalinos y esto favorece, dentro de ciertos límites, los procesos bacterianos. Cloruros La cantidad de cloruros por habitante es constante y aproximadamente de 15 gr/día, por lo que son un indicio de la concentración del efluente. Cuando encontramos mayor concentración en el efluente, esto puede deberse a volcados no domiciliarios y si esta es mucho menos, es indicativo de infiltraciones provenientes de la capa freática.

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Sulfuros totales Pueden encontrarse disueltos, en estado coloidal o en suspensión, en un estado de equilibrio dinámico que dependerá del valor del pH. Un efluente doméstico fresco no lo contiene, apareciendo al envejecer y septizarse. Oxígeno disuelto Concentración de oxígeno solubilizado en un líquido (El Peruano 2016). Residuos sólidos Es el residuo total por evaporación, sólidos fijos y volátiles. Se mide la suma de las substancias que existen en el líquido cloacal, en suspensión y en solución, estables a 100 ºC. También incluye a los sólidos en suspensión, totales, fijos y volátiles, que son retenidos por un filtro de amianto. Demanda Bioquímica de Oxígeno Cantidad de Oxígeno que requieren los microorganismos para la estabilización de la materia orgánica bajo condiciones de tiempo y temperatura específicos, generalmente 5 días y a 20ºC (El Peruano 2016). 2.2.2. Lombrifiltro Lombrifiltro o “Biofiltro Dinámico Aeróbico”, corresponde a un filtro percolador compuesto de diferentes estratos filtrantes y lombrices. El agua residual percola a través de los diferentes lechos filtrantes, quedando retenida la materia orgánica la que posteriormente es consumida por las lombrices (Tohá, José 2016). Funcionamiento El efluente, a través de un sistema de regadío, atraviesa por los lechos filtrantes quedando retenida la materia orgánica en estos. La materia orgánica es consumida por las lombrices convirtiéndose esta en humus y materia corporal de las mismas. Conjuntamente con las lombrices, se genera una rica flora bacteriana, que también consume materia orgánica. El líquido percola continuamente de tal forma que no produce mal olor, y el agua sale limpia (COBEX 2012). 15

2.2.3. Usos Tabla 1: Usos del Lombrifiltro. EN TRATAMIENTO DE RESIDUOS PARA TRATAMIENTO CLOACAL

INDUSTRIALES LÍQUIDOS

 Viviendas Unipersonales.

 Salmoneras, Alimentos, Confites y

 Agroindustrias.

 Puestos Sanitarios Rurales.

 Barrios (constituidos y carentes de

 Levaduras Avícolas.  Campamentos Petroleros, Mineros.

tratamiento cloacal).  Loteos sociales y/o privados.

 Criaderos de Cerdos.

 Lácteos.

 Complejos Turísticos.

 Poblaciones Rurales.

 Frigoríficos.

 Bodegas Vitivinícolas.

 Mataderos.

 Colegios

y escuelas generando la

conciencia de desarrollo ecológico / bio sustentable.

Fuente: (COBEX 2012) 2.2.4. Eficiencia del Lombrifiltro En el medio filtrante se genera una amplia flora bacteriana que junto a las lombrices, permiten alcanzar las siguientes eficiencias de remoción de los parámetros contaminantes (COBEX 2012).

Tabla 2: Porcentaje de remoción del Lombrifiltro. PARÁMETRO DBO5 Sólidos Suspendidos Volátiles Sólidos Volátiles Nitrógeno Fósforo Aceites y Grasas Coliformes Totales

% DE REMOCIÒN PROMEDIO 95% 93% 95% 60% a 70% 60% a 70% 80% 99%

Fuente: (COBEX 2012).

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Ventajas El Lombrifiltro presenta las siguientes ventajas: 

No produce lodos inestables.



El lecho filtrante no se impermeabiliza. Cuya característica se debe principalmente a la acción de las lombrices que, con su movimiento, crean túneles que aseguran en todo momento la alta permeabilidad del filtro.



Los materiales sólidos orgánicos presentes en el agua residual, que colmatan o tapan otros filtros, en este caso son digeridos por las lombrices.



Diseño modular, esto es debido a su facilidad de ser dimensionado a cualquier escala mediante módulos.



El sistema es ecológico, ya que en el proceso no se usan aditivos químicos ni se producen residuos contaminantes (lodos), lo que redunda en muy poco consumo de energía.



La operación del sistema es simple y semejante a prácticas agrícolas.



No genera olores.



Produce un excelente abono agrícola, cuyo uso incluso en forma excesiva no daña ni quema las plantas como es el caso de los fertilizantes químicos (Quinchel, José 2015).

2.2.5. Descripción de la lombriz californiana Eisenia foetida

Entre las pocas especies de lombrices que pueden explotarse en cautividad está la lombriz roja de California, de la cual se han obtenido, por selección, varios tipos, que se pueden explotar en terrenos al aire libre de cualquier zona de clima mediterráneo sin necesidad de ningún tipo de alojamiento fijo. La selección de esta lombriz estuvo orientada inicialmente a aumentar la cantidad de comida ingerida, con el fin de incrementar la producción de humus, pero no se obtuvieron resultados positivos, por lo que la selección se encaminó a prolongar su vida y aumentar la frecuencia de la reproducción. La lombriz roja, cuando es 17

adulta, mide de 5 a 6 centímetros, su diámetro oscila entre 3 y 5 milímetros, es de color rojo oscuro y pesa aproximadamente un gramo. Cuando las condiciones del medio son favorables, esta lombriz ingiere diariamente una cantidad de comida equivalente a su propio peso, del cual expele un 60 por 100 en forma de humus. La lombriz roja puede vivir hasta 16 años. Cuando la temperatura y la humedad de] medio donde vive son adecuadas, se aparea cada 7 días. Las cápsulas se abren pasados entre 14 y 21 días de incubación, según sea la temperatura del medio, y de cada una de ellas sale un número de crías que oscila entre 2 y 20. Las lombrices recién nacidas son de color blanco, que se vuelve rosado a los 5 o 6 días y se convierte definitivamente en rojo oscuro a los 15 o 20 días. El tamaño de individuo adulto se alcanza a la edad de 7 meses. La actividad sexual disminuye en los meses fríos y en los calurosos, siendo mayor durante los meses templados. La máxima actividad sexual se logra cuando la temperatura del medio donde habita oscila alrededor de los 20 grados centígrados. A diferencia de la lombriz común, que tiende a alejarse del lugar donde inicialmente se ha instalado, la lombriz roja no se aleja de sus alojamientos, salvo en el caso de que surjan unas condiciones muy desfavorables. La lombriz roja no deposita sus deyecciones sobre la superficie del suelo, con lo cual no existe la posibilidad de que una parte de éstas sea arrastrada por el viento o por el agua. En términos generales, al cabo de un año, un módulo inicial de lombriz roja se multiplica de 8 a 12 veces (Fuentes Jose 1987).

2.2.6. Condiciones ideales y desfavorables de su hábitat Las condiciones ideales del hábitat de la lombriz corresponden a una temperatura que oscile entre los 15º y 24º C, siendo óptima aquella que se acerque lo más posible a la de su propio cuerpo (aproximadamente 20º C); un pH neutro entre 6.5 y 7.5; oxígeno libre; materia orgánica; baja luminosidad ya que teme a la luz (pues los rayos ultravioleta las matan) y humedad disponible. Esta última es un factor de mucha importancia que influye en la reproducción, una humedad superior al

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85% hace que las lombrices entren en un periodo de latencia, afectando en la producción de humus y en la reproducción de éstas. Las condiciones más favorables para la lombriz produzca y se reproduzca se presentan a una humedad entre el 70% - 80%. Debajo de 70% de humedad es una condición desfavorable, por otro lado niveles de humedad inferiores al 55% son mortales para las lombrices (Miranda, Patricia 2005). 2.2.7. Características de la tecnología “pared caliente” Pared Caliente Sistema tipo invernadero para mantener aumentar la temperatura al interior de las viviendas .Los agujeros puestos específicamente permiten que el aire calentado por el sol circule en la casa, mientras que el aire frío vuelve a entrar al recinto expuesto al sol (GRUPO-PUCP 2011). Beneficios de pared caliente 

No utiliza combustible para calentar (energía del sol).



Calienta el interior de las viviendas.



No es muy costoso en materiales.



Se pueden utilizar para criadero de animales.



Evita enfermedades que provienen consecuencia del friaje.



Puede Aumentar hasta 10°grados de temperatura con relación al exterior (GRUPO-PUCP 2011).

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2.3. Hipótesis. 2.3.1. Hipótesis General La eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016 será significativamente alta.

2.4. Definición de Términos Abono Natural u Orgánico Son todos aquellos residuos de origen animal y vegetal de las que las plantas pueden obtener importantes cantidades de nutrimentos; el suelo, con la descomposición de los abonos, se ve enriquecido con abono orgánico y mejora sus características físicas, químicas y biológicas (Antonio Trinidad 2002). Aguas Residuales También llamadas “aguas negras”. Son las contaminadas por la dispersión de desechos humanos, procedentes de los usos domésticos, comerciales o industriales. Llevan disueltas materias coloidales y sólidas en suspensión. Su tratamiento y depuración constituyen el gran reto ecológico de los últimos años por la contaminación de los ecosistemas (Ecoestrategia). Coliformes Termotolerantes Bacterias que forman parte del grupo coliformes, bacilos Gram – negativos, no esporulados que fermentan la lactosa con producción de ácido y gas a 44.5 ±0,2 °C dentro de las 24 ± 2 horas. La mayor especie en el grupo de coliformes Termotolerantes es la E. Coli (Carmen Vargas 2000). Contaminación (Del

latín contaminare = manchar). Es un cambio perjudicial en las características

químicas, físicas y biológicas de un ambiente o entorno. Afecta o puede afectar la vida de los organismos y en especial la humana (Ecoestrategia).

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Contaminante Un contaminante es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio (irreversible o no) en un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo (Mauricio Bermúdez 2010). Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) La demanda bioquímica de oxígeno, DBO, se define como la cantidad de oxígeno usado por los microorganismos no fotosintéticos a una temperatura de 20ºC, para metabolizar los compuestos orgánicos degradables biológicamente (Pedro Cisterna). Eficiencia

Eficiencia es definida como “virtud y facultad para lograr un efecto determinado” (Margarita Valdez). Efluente

Agua que sale de un depósito o termina una etapa o el total de un proceso de tratamiento (El Peruano 2016). Eisenia Foetida La lombriz Eisenia Foetida es una especie Eurífoga, es decir, se alimenta con los más diversos desechos, especialmente, los de tipo orgánico, caracterizándose por su gran voracidad. En periodos cuando disminuye el aporte de nutrientes orgánicos, las lombrices pueden sobrevivir mejor en presencia de residuos carbónicos, independientemente de nutrientes orgánicos tales como nitrógeno, fósforo y potasio (Miranda, Patricia 2005). Estándares de Calidad de Agua Medida que establece el nivel de concentración o del grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, presentes en el aire, agua o suelo en su condición de cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni al ambiente (El Peruano 2015). Ganadería Es un sistema de producción animal que asienta en un fuerte vínculo entre el ganado y el territorio, con alojamientos adecuados, alimentación obtenida preferentemente en la propia explotación, sanidad orientada a la prevención de enfermedades (Angeles Moreno 2013).

21

Humus Está formado por todas las sustancias orgánicas que están tanto en el suelo como encima de él, y que se han formado por la descomposición de plantas muertas. Tiene una gran cantidad de componentes que son esenciales para el desarrollo de las plantas y que ellas absorben por las raíces (Ecoestrategia). Límites Máximos Permisibles Medida de la concentración o del grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, que caracterizan a un efluente o a una emisión que al ser excedido, causa o puede causar daños a la salud, al bienestar humano y al ambiente (MINAM). Lodos Los lodos o fangos vienen a ser aquellos subproductos resultantes de los procesos de tratamiento de las estaciones depuradoras de aguas residuales (Eduardo Torres). Lombrifiltro El Lombrifiltro es un biofiltro que contiene lombrices, a través del cual se hace pasar el agua servida. Este biofiltro comprende cuatro capas de diversos materiales. La capa superior consiste en material orgánico con un gran número de microorganismos y lombrices (Eisenia foetida) principalmente, las cuales absorben y digieren la materia orgánica dejando el agua sin su principal contaminante (Arango, Jessica 2003). Mantenimiento Conjunto de actividades que deben realizarse a instalaciones y equipos, con el fin de corregir o prevenir fallas, buscando que estos continúen prestando el servicio para el cual fueron diseñados (Luis Cuartas 2008). Materia orgánica Involucra micro y meso-organismos que habitan el suelo, raíces de las plantas, todo material proveniente de organismos muertos y sus productos de transformación, descomposición y resíntesis sobre y en el suelo (Roberto Corbella). Residuos Sólidos Los desechos sólidos se denominan comúnmente “Basura” y representan una amenaza por su producción excesiva e incontrolada, ya que, contribuyen a la contaminación de las aguas, la tierra, el aire, y también afean el paisaje (Rosario).

22

Riesgo Probabilidad de que ocurra algún hecho indeseable. El riesgo está interrelacionado con factores: Culturales, históricos, políticos, socioeconómicos y ambientales (Alvaro Soldano 2009) Sólidos En Suspensión Son partículas sólidas pequeñas, inmersas en un fluido en flujo turbulento que actúa sobre la partícula con fuerzas en direcciones aleatorias, que contrarrestan la fuerza de gravedad, impidiendo así que el sólido se deposite en el fondo. Los factores que influyen para que una partícula no decante en el fondo son: tamaño, densidad, forma de la partícula y la velocidad del agua (Martha Garcia 2013). Sólidos Totales Los sólidos totales se definen como la materia que permanecen como residuos después de evaporación y secado a 103ºC. El valor de los sólidos totales incluye material disuelto y no disuelto (Universidad Tecnológica de Panama 2006).

2.5. Identificación de Variables. 2.5.1. Variables Independientes Eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente. Indicadores: 

Caudal.



Temperatura.



Humedad.



Potencial de Hidrogenoides (pH).

2.5.2. Variables Dependientes Tratamiento de Aguas Residuales. Indicadores: 

Demanda Bioquímica de Oxígeno.



Coliformes Termotolerantes.

2.6. Operacionalización de Variables. 23

Tabla 3: Operalización de la variable dependiente Variable Dependiente

Tratamiento de Aguas Residuales.

Definición Conceptual

Definición Operacional

Existen varios procesos de tratamiento dentro de categorías (preliminar, primario, secundario, terciario) que pueden ser aplicados a las aguas residuales domésticas para su transformación en aguas con características y condiciones que permitan su reusó.

Indicadores

 DBO5 El resultado del tratamiento de aguas residuales, se compara con la normativa de D.S. Nº 003-2010-MINAM  Coliformes “Límite Máximo Permisibles Termotoler para los efluentes de plantas antes. de tratamiento de aguas residuales municipales” (El Peruano 2010).

Unidad De Instrumentos Métodos De Ensayo Medida  UTN

 UFC

 Sensor (DBO5)



 Incubadora. 

Método de DBO por autocontrol

Método por el número más probable

Tabla 4: Operalización de la variable independiente

Variable Independiente

Eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente.

Definición Conceptual

Definición Operacional

El Lombrifiltro, se basa en la combinación de biomasa microbiana fija y una alta densidad de anélidos, que utiliza el material celulósico y la materia orgánica del agua residual (Bornhardt, Cristian 2003).

Criterios de evaluación: eficiencia y eficacia de remoción de la demanda bioquímica de Oxígeno y Coliformes Termotolerantes.

24

Indicadores

Unidad de Medida

Instrumentos

 Caudal  Temperatura.  Humedad.  Potencial de Hidrogenoides (pH).

 Litros por segundo.  Grados Centígrados.  Porcentaje.  pH.

 Cronómetro y probeta.  Termómetro Bimetálico.  Tensiómetro.  pH metro digital.

Métodos de ensayo

 Por aforo.  Método Mecánico.  Método Indirecto.  Método Mecánico.

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO 3.1. Tipo de Investigación. La presente investigación es aplicada, porque se orienta a resolver los problemas de contaminación del agua producto de la actividad humana. Se denomina aplicada porque en base a la investigación básica, se formulan problemas e hipótesis que permitirán resolver los problemas de la vida productiva de la sociedad. Este tipo de investigación surge de la necesidad de mejorar la calidad de agua proveniente del uso por el centro poblado, ya que descarga al ecosistema. Por lo tanto esta investigación no se presta a la calificación de verdadero, falso o probable sino a la de eficiente, deficiente, ineficiente, eficaz o ineficaz del sistema de tratamiento (Ramirez Eliana 2013). 3.2. Nivel de Investigación. El nivel de investigación es aplicativo, porque busca el tratamiento a las Aguas residuales generadas por el Centro Poblado de Huaylacucho a través del Lombrifiltro, mejorando las condiciones de optimización del sistema de tratamiento al utilizar la técnica de pared caliente (Ramirez Eliana 2013).

3.3. Método de Investigación El experimento es el método empírico de estudio de un objeto, en el cual los investigadores crea las condiciones necesarias, para el esclarecimiento de las propiedades y relaciones del tratamiento a aplicar, que son de utilidad para la sustentación de la investigación (Ferrer Jesús 2010). 25

El método especifico es hipotético deductivo debido a que se aplicará la deducción para llegar a una conclusión según los antecedentes. Esta se realizará a través de la experimentación de variables (Puebla CLaudio 2013). 3.4. Diseño de Investigación. El diseño general es pre experimental, incluyendo el diseño específico de pretest - postest de un solo grupo. En este diseño se efectúa una observación antes de introducir la variable independiente (O1) y otra después de su aplicación (O2). La fórmula a utilizar es la siguiente (Ramirez Eliana 2013): O1-----------------X----------------O2 3.5. Población, Muestra, Muestreo. 3.5.1. Población La población de la investigación es el efluente doméstico generado por el Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica. Según las actividades realizadas en campo, se encontró que el Caudal de aguas residuales generadas por la comunidad de Huaylacucho haciende a 0.572 litros por segundo. Según el reporte de INEI, la cantidad de lotes con que cuenta la comunidad es 130, donde la densidad poblacional haciende a 4.9 hab/día, la contribución a l sistema de alcantarillado es el 80%. La población en el centro poblado es de 693 personas. 3.5.2. Muestra El caudal a tratar por el sistema de tratamiento, durante el día será de 1000 litros, se asume este caudal, porque el estudio es a escala piloto. La tasa máxima de riego de agua residual que puede soportar el lecho para evitar la muerte de lombrices por falta de oxígeno corresponde a 1𝑚3 /𝑚2 /𝑑𝑖𝑎, superada el límite, las lombrices morirán por asfixia (Quinchel, José 2015). El alcantarillado sanitario del Centro Poblado de Huaylacucho cuenta con un solo punto de descarga, del cual se obtendrán las muestras antes del ingreso (afluente) y después de la salida (efluente) del sistema de tratamiento a proyectar. 26

3.5.3. Muestreo Las muestras para el análisis serán tomadas en el punto de entrada y salida del sistema de tratamiento durante cronograma establecido, para ello se recolectará el volumen: 1.25 litros para analizar los parámetros (DIGESA - MINSA 2013). Se realizarán 40 muestras durante el funcionamiento del sistema de tratamiento. La cantidad de muestra que se requerirá para realizar el análisis por parámetro el muestreo es sustentada en el siguiente cuadro: Tabla 5: Requisitos para toma de muestra de agua residual y preservación de las muestras para monitoreo Volumen Determinación / Recipiente mínimo de Parámetro Muestra

Preservación y Concentración

Tiempo máximo de duración

Demanda Bioquímica de Oxígeno

Plástico o Vidrio

1000 ml

Refrigerar a 4ºC

48 horas

Coliformes Termotolerantes

Plástico o Vidrio

250 ml

Refrigerar a 4ºC,

6 horas

Fuente: (DIGESA - MINSA 2013). El tipo de muestra es no probabilista, ello debido, a que se cuenta con un solo punto de descarga de aguas residuales domésticas, las muestras que se obtienen son sesgadas y no se puede saber cuál es nivel de confiabilidad, de los resultados de la investigación (Ramirez Eliana 2013). El muestreo es por juicio, ya que se determina los individuos de la muestra a criterio de los investigadores (Ramirez Eliana 2013).

27

3.6. Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos La técnica de recolección de datos será la observación, a través de instrumentos y equipos de medición, donde emplearemos la ficha de registro de datos de los análisis (Carrillo Nelsy 2011). Estas técnicas serán específicas para cada momento de la investigación: primero en la etapa de los efluentes generados, en su aspecto de cantidad (caudal) y calidad (parámetros fisicoquímicos, biológicos y bacteriológicos). Segundo en su etapa experimental los efluentes domésticos serán tratados a través del Lombrifiltro lo que permitiría demostrar la hipótesis planteada, es decir que se recolectarán datos que se generen durante el funcionamiento del Lombrifiltro y así obtener datos (Baca, Máximo 2012). Técnicas e instrumentos específicos: Tabla 6: Técnicas, Instrumentos y métodos de los indicadores. PARÁMETROS/METODOLOGÍA

TÉCNICA

Demanda Bioquímica de Oxígeno

Coliformes Termotolerantes

Sensor DBO5 Manométrica Técnica de diluciones en tubo múltiple

Caudal Por aforo.

Temperatura Humedad Potencial de Hidrogenoides

INSTRUMENTO

Estándar Tensiométrica

Potensiometríca

Incubadora Cronómetro y probeta Termómetro bimetálico Tensiómetro pH metro

MÉTODO Método de DBO por autocontrol Método por el número más probable Método Volumétrico Método Mecánico Método Indirecto Método Mecánico

3.7. Procedimiento de Recolección Para caracterizar los efluentes domésticos generados por el Centro Poblado de Huaylacucho se desarrollará el muestreo de mediciones basado en el protocolo de monitoreo de la calidad de efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales domesticas o municipales donde se estandariza la metodología para el desarrollo de monitoreo de la calidad de agua residual tratada por la planta de tratamiento de aguas residuales domésticas (OMA MVCS 2013). 28

3.7.1. Descripción del proceso de muestreo Para analizar el DBO5 se necesita un volumen de 1000 ml por muestra, se utiliza un frasco de plástico o frasco de vidrio, refrigerar a 4°C, siendo el tiempo máximo de duración de 48 horas (DIGESA - MINSA 2013). El método que se utilizará para medir la DBO5 es el Método de DBO por autocontrol (Karl Slevogt). Para analizar los Coliformes Termotolerantes se necesita un volumen de 250 ml por muestra, se utiliza un frasco de plástico o frasco de vidrio, refrigerar a 4°C, siendo el tiempo máximo de duración de 6 horas (DIGESA - MINSA 2013). El método que se utilizará para medir los coliformes Termotolerantes es el Método por el número más probable.

3.7.2. Descripción de determinación del análisis de los indicadores Determinación del DBO5 por el Método de DBO por autocontrol (Karl Slevogt): 

Añadir una barra de agitación, llenar la botella con la muestra e insertar la trampa de CO2, llenar con los reactivos.



Incubar



Enroscar el sensor.



Monitorear la actividad de los microorganismos.



Leer el valor de DBO5 (ppm o mg / l), basado en el cambio de presión en la botella

debido a

la actividad

de

los

microorganismos (ANSAM). Determinación de coliformes termo tolerantes por el Método por el número más probable. 

Agitar la muestra y transferir volúmenes, a cada uno de los tubos con caldo lauril sulfato de sodio que se hayan seleccionado. Agitar los tubos para homogeneizar la muestra.



Incubar los tubos a 35 ± 0,5°C. Examinar los tubos a las 24 h. y observar si hay formación de gas (desplazamiento del medio en la campana de Durham); si no se observa producción de gas, incubar 24 h. más. 29



Transferir de 2 a 3 asadas de cada tubo positivo obtenido durante la prueba presuntiva, a otro tubo de 16 x150 mm que contiene caldo de bilis verde brillante (brila), con campana de Durham.



Agitar los tubos para su homogeneización.



Incubar a 35 ± 2°C durante 24 a 48 h.



Registrar como positivos aquellos tubos en donde se observe turbidez (crecimiento) y producción de gas después de un período de incubación de 24 a 48 h.



Consultar la tabla de NMP para conocer el número más probable de organismos coliformes totales/100 ml (Velázquez 2009).

Determinación de caudal 

Calibrar el cronometro digital.



Controlar el tiempo de llenado de la probeta.



Proceder al cálculo de caudal (2007).

3.8. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos El procesamiento de datos consiste en la recolección de los datos primarios de entrada, que son evaluados y ordenados, para obtener la información útil, que luego serán analizados por el usuario final, para que pueda tomar las decisiones o realizar las acciones que estime conveniente. Al utilizar el R, podremos contrastar la hipótesis propuesta en la presente investigación. La información que se obtendrá del monitoreo del afluente y efluente del sistema de Tohá, serán procesados con la técnica: The R Project for Stadistical Computing (R), que comprende un conjunto integrado de programas para la manipulación de datos, cálculos y gráficos, entre otras características dispone: 

Almacenamiento y manipulación efectiva de datos.



Operadores para cálculo sobre variables indexadas, en particular matrices.



Una amplia, coherente e integrada colección de herramientas para 30

análisis de datos. 

Un lenguaje de programación bien desarrollado, simple y efectivo, que

incluye

condicionales,

ciclos,

funciones

recursivas

y

posibilidad de entradas y salidas. En la presente investigación se utiliza la estadística inferencial, porque trata de probar hipótesis o determinar la significatividad (Ramirez Eliana 2013). Es necesario recurrir a la estadística inferencial porque buscar inferir, generalizar las cualidades observadas en una muestra a toda una población, mediante modelos matemáticos estadísticos. Sirve para probar hipótesis en base a la distribución de la muestra (Ramirez Eliana 2013). La prueba de hipótesis se efectuará mediante el análisis paramétrico, ya que se efectúa mediante un conjunto de técnicas estadísticas como: coeficiente de correlación, análisis de variancia, prueba de t student. Para la presente investigación se utilizará el t student al 5%, ello porque no interviene el ser humano en la experimentación (Ramirez Eliana 2013). El t Student ayudará al investigador a encontrar la significatividad de los resultados (Ramirez Eliana 2013).

3.8.1. Canalización Se utilizará una tubería PVC de 400 mm de diámetro, este material conducirá las aguas residuales hacia el sistema de tratamiento que permitirá romper la presión del agua y distribuir el agua sobre todo el ancho del canal para su poster ingreso del flujo al pretratamiento. 3.8.2. Cámara de Rejas Es un tratamiento preliminar formado por barras metálicas paralelas, de mismo espesor e igualmente separadas. Se destinan a la remoción de solidos gruesos en suspensión como cuerpos flotantes. Tiene la finalidad de proteger los dispositivos de transporte de aguas residuales contra la obstrucción de los posteriores procesos (Alvarado Mercado 2013). Para el pretratamiento se utilizarán rejas con inclinación de 60° de inclinación, con 50% de obstrucción, de manera que facilite su limpieza y mantenimiento, para que de esta manera se pueda cumplir con las normas técnica peruana OS. 090 (El Peruano 2016). 31

3.8.3. Desarenador Tiene por objeto separar del agua cruda la arena y partículas en suspensión gruesa, con el fin de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, proteger las bombas de la abrasión y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. El desarenado se refiere normalmente a la remoción de las partículas superiores a 0,2 mm (CEPIS-2005). 3.8.4. Ecualización Las aguas residuales captadas son recepcionadas en un tanque con los siguientes propósitos: 

Amortiguar las variaciones de caudal, para lograr un caudal aproximadamente constante y fijo. Permite superar los problemas operacionales causados por dichas variaciones.



Homogenizar las características de calidad físico-química de las aguas crudas.



Proveer un control del pH para minimizar los requerimientos posteriores de dosificación en procesos de neutralización.



Servir de pulmón para proveer un flujo continuo de tratamiento, permitiendo controlar la dosificación de reactivos, en las operaciones posteriores (Compañia Buenaventura).

3.8.5. Diseño del Lombrifiltro El lombrifiltros estará compuesto de un medio filtrante y un medio de soporte. En la parte superior del medio filtrante estará formada por capas (serrín y viruta) que permita el desarrollo de los microorganismos y lombrices de la especie Eisenia Foetida. El medio de soporte estará constituido por tres capas, la primera de ellas es de ripio o grava y la segunda de bolones. La primera capa que actúa como filtro, tendrá una altura por lo menos de 25 cm para lograr la franja operativa necesaria de la lombriz. Además, tiene como finalidad principal servir de alimento a las lombrices en el eventual caso que la carga contaminante del afluente no sea suficiente. 32

La segunda capa estará constituida por ripio o grava y la tercera capa será de bolones con un espesor aproximado de 20 cm cada una de las piedras de mayor tamaño van en la parte inferior y las de menor en la parte superior, esta capa está destinada al drenaje y aireación del sistema. En las piedras también se forma flora bacteriana que metaboliza la materia orgánica del agua que pasa por ella y que no fue retenida en las capas superiores del Lombrifiltro (Quinchel, José 2015) El piso del filtro, también denominado falso fondo, cuenta con una pendiente (aproximadamente de un 1%), para que fluya el agua hacia la canaleta de evacuación, la cual también posee cierta pendiente (0.5%) (Quinchel, José 2015). El diseño del Lombrifiltro se basa en la realización de un balance de masas que considera: el número de lombrices que puede cohabitar por unidad de área (100 lombrices /m2). La tasa máxima de riego que puede soportar el lecho para evitar la muerte de lombrices por falta de oxígeno corresponde a 1m³/m²/día De esta manera se considera para el diseño (Quinchel, José 2015): 𝑇𝑟𝑖𝑒𝑔𝑜 =

𝑄 ≤ 1𝑚3 /𝑚2 /𝑑𝑖𝑎 𝐴

En el diseño del sistema piloto de Lombrifiltro se tendrán en cuenta los siguientes parámetros de diseño: caudal, velocidad, tiempo de retención hidráulica, profundidad, ancho y largo de la caja, y altura del sistema. Flujo grama del sistema de tratamiento

Ilustración 3: Flujograma del Sistema de Tratamiento 33

3.9. Ámbito de estudio El ámbito de estudio es el Centro Poblado de Huaylacucho de la Provincia de Huancavelica. En la actualidad el Centro Poblado de Huaylacucho cuenta con 693 habitantes, la actividad económica principal es la ganadería. Actualmente cuenta con sistema de alcantarillado, siendo la población beneficiada en el 90%. Las aguas residuales generadas en esta comunidad son de tipo doméstico. (MPH-2016). El sistema de alcantarillado, recolecta la mayor cantidad de aguas residuales, para luego ser conducidos hacia el Punto de Descarga que se encuentra a una altitud de 3704 msnm. Y ubicado en las siguientes coordenadas UTM WGS84: Coordenada Este : 506264.41 Coordenada Norte : 8585880.15

Ilustración 4: Ubicación del punto de descarga

34

3.9.1. Ubicación Geopolítica Anexo

: Centro Poblado de Huaylacucho.

Área Geográfica

: Rural.

Distrito

: Huancavelica.

Provincia

: Huancavelica.

Región

: Huancavelica.

Ilustración 5: Ubicación Geopolítica del Centro Poblado de Huaylacucho

3.9.2. Ubicación Geográfica. La Centro Poblado de Huaylacucho se encuentra a 5 kilómetros de la ciudad de Huancavelica con una altitud de 3783 msnm, con las siguientes

coordenadas

UTM:

Longitud

8585583.03 en la Zona 18 Sur (MPH-2010).

35

506177.63

y

Latitud:

3.9.3. Clima El clima de la región es variado de templado a frio característico de la sierra central peruana, durante el día se registran temperaturas medias de 16ºC máximo (día) y 5ºC (Noche); la época de verano está comprendida entre los meses de junio – octubre, así mismo se tiene fuertes heladas entre los meses de junio – septiembre; la época de invierno se inicia en el mes de noviembre y se prolonga hasta el mes de abril, en donde se aprecia fuertes precipitaciones pluviales (MPH-2010).

3.9.4. Relieve El relieve del área urbana está definido por la conformación geomorfológica ubicado al pie del cerro Santa Ana del tipo accidentado se aprecia pendientes fuertes del orden de 50% de sur a norte, los mismos que culminan en la quebrada del rio Huaylacucho. (MPH-2010)

36

CAPITULO IV. ASPECTO ADMINISTRATIVO 4.1

Recursos Humanos Se cuenta con los siguientes estudiantes del X ciclo de la escuela profesional de Ingeniería Ambiental y Sanitaria que ejecutarán el proyecto de investigación, quienes muestran el compromiso de trabajar en el presente proyecto:  Huiza Cayetano, Jackeline Karen  Ordoñez Cayetano, Nils Gustavo Y como asesor al M.Sc. Ing. Fernando Martín Toribio Román.

4.2

Recursos Materiales Tabla 7: Lista de materiales de la investigación ESPEC. GAST.

RUBROS

1.COMPRA DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACION EQUIPAMIENTO 2.6.3.2.9.99 Sensor DBO SYSTEM 6 (51036) Velp Scientifica. 2.6.3.2.9.99 tensiómetro IRROMETER 2.6.3.2.9.99 termómetro bimetálico 2.6.3.2.9.99 cronometro digital 2.6.3.2.9.99 termometro ambiental 2.6.3.2.9.99 Ph.metro digital HQ 11d 2. MATERIALES, INSUMOS 2.3.1.8.2.1

Materiales Frasco de vidrio con tapon de 1000 ml para DBO

37

UNID. MED.

CANT.

unidad unidad unidad unidad unidad unidad

1 1 1 1 1 1

unidad

2

2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.99.1.99 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1 2.3.1.8.2.1

Frasco de vidrio esterilizado de 250 ml Vaso de precipitado x1000 ml Pipeta x10mL (para succión de muestra) Propipeta tipo pera (para succión de muestra) Piseta x 500mL (para lavado) Probeta graduada x150mL (para calibración de caudal) Gradilla (para colocar los viales) Caja de guantes de latex x50pares Frasco de alcohol x1L Caja de mascarillas de laboratorio x50und Agua destilada Cooler para trasportar muestras Lombrices californianas Tanque de litros Malla metalica Guardapolvo Tablero casa prefabricada Chapas Caja de acrílico Tuberia PVC 2" Codos de PVC 2" Bolones Grava Aserrín Fibra de algodón Lapiceros

unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad unidad Kg unidad m unidad unidad unidad kg und und und kg kg Kg m caja

1 3 2 1 1 1 1 5 10 4 10 1 0.5 1 15 2 2 1 4 1 6 30 60 20 20 4 1

Reactivos 2.3.1.99.1.2 Agar peptona 3. ANALISIS, ENSAYOS, PRUEBAS Y TRADUCCIONES

kg

8

2.7.2.7.11.99 servicio de trabajo (operario) 4. MOVILIDAD Y TRANSPORTE

global

100

2.3.21.21

Alquiler de movilidad incluido chofer

global

15

2.3.21.22

Pasajes

global

6

2.3.2.7.2.2 Conocedor del Tema(capacitación) 6. PUBLICACION

Global

1

2.3.22.42

Global

1

2.3.2.7.11.99 Servicio den Impresión a colores y blanco y negro

Unidad

400

2.3.22.44

Unidad

2

Unidad

2

5. ASESORAMIENTO

servicio de publicación en revistas cientifícas Servicio de encuadernación y empastado

2.3.2.7.11.99 Gigantografías 7. EVALUACION POR JURADOS 2.3.2.7.2.2

presidente( capacitación)

Mes

2

2.3.2.7.2.2

secretario (capacitación)

Mes

1

Mes

1

2.3.11.11 Viaticos 9. BIBLIOGRAFÍA EN ORGINAL

Global

1

2.3.1.99.1.3 Bibliografia especializada 10. CAPACITACIÓN DEL ESTUDIANTE

Global

1

2.3.2.7.3.1 (INSCRIPCIÓN)

Global

2.3.2.7.3.1 (PASAJES NACIONAL)

Global

2.3.2.7.2.2 vocal (capacitación) 8. VIATICOS DEL INVESTIGADOR

38

2

2

2.3.2.7.3.1 (VIATICOS NACIONAL) 11 DERECHO DE PATENTE ANTE INDECOPI

Global

2

2.3.2.7.11.99 Pago por derecho de Patente 12. OTROS IMPREVISTOS

global

1

Unidad

1

2.3.27.11.99

Gastos imprevistos TOTAL

4.3

Presupuesto

39

4.4

Financiamiento Subvención de proyectos de tesis para estudiantes

4.5

Cronograma de Actividades Tabla 8: Conograma de actividades

ACTIVIDADES PRELIMINARES Conformación del 1 grupo de investigación de tesis

N°

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

4.6

Coordinación con el asesor Elaboración del Proyecto. Presentación del Proyecto. Aprobación del Proyecto. Evaluación del terreno donde se trabajará Ejecución del proyecto con la construcción y diseño del lombrifiltro. Funcionamiento del sistema Monitoreo Procesamiento de Datos INFORME FINAL

F

M

A

M

J

2016-2017 J A S

O

N

D E F M

X X

X

X

X X X X X X

X

X

X

X

X X X

Cadena de gastos por partida. Será por parte de la Universidad Nacional de Huancavelica, mediante recursos de FOCAM.

40

Fuente: Elaboración propia

41

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ANEXOS Matriz de consistencia.

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IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA TOHÁ PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS DEL CENTRO POBLADO DE HUAYLACUCHO DEL DISTRITO DE HUANCAVELICA – 2016 Problema

Objetivos

Marco teórico

Hipótesis

Problema general: ¿Cuál será la eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016?

Objetivo general: Evaluar la eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

Arango Laws, J. E. (2003). "EVALUACIÓN AMBIENTAL DEL SISTEMA TOHÁ EN LA REMOCIÓN DE SALMONELLA DE AGUAS SERVIDAS DOMÉSTICAS". Santiago de Chile, Chile.

La eficiencia de remoción del Lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016 será significativamente alta.

Problemas específicos:

Objetivos Específicos:

Cuál sera la eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en la remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

Determinar la eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en la remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

Kusanovic, M. (2009). PLANTAS DE TRATAMIENTO DE RILES. PUNTA ARENAS. REYES, JIMMY ALEDMER VICENTE (2014) PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE BIOFILTRO. Quito- Ecuador.

Cual sera la eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente, en la remoción de Coliformes Termotolerantes de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

Determinar la eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente, en la remoción de Coliformes Termotolerantes de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016.

MIRANDA, PATRICIA ISABEL SALAZAR (2005) EVALUACIÓN AMBIENTAL DEL SISTEMA TOHÁ EN LA RE-MOCIÓN DE Salmonella EN AGUAS SERVIDAS DOMÉSTICAS. Chile.

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Ibáñez, José Quinchel (2015) Plan de gestión de manejo de sistema sanitario de aguas servidas por sistema Tohá, Putre.

EVALUACIÓN AMBIENTAL DEL SISTEMA TOHÁ EN LA RE-MOCIÓN DE Salmonella EN AGUAS SERVIDAS DOMÉSTICAS.

La eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente en la remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica2016 sera significativamente alta. Determinar la eficiencia del lombrifiltro implementando la técnica de pared caliente, en la remoción de Coliformes Termotolerantes de las aguas residuales domésticas del Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016. Será significativa.

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Variables y dimensiones Variable independiente: Eficiencia de remoción del lombrifiltro aplicando la técnica de pared caliente. Indicadores: - Caudal. - Temperatura. - Humedad. Potencial de Hidrogenoides. Variable dependiente: Tratamiento de las aguas residuales. Indicadores1: Demanda Bioquímica de Oxígeno. Coliformes Termotolerantes.

Metodología Tipo de investigación: Aplicada. Nivel de investigación: Aplicativo Método de Investigación: Hipotético Deductivo. Diseño de Investigación: Pre - Experimental. Población, Muestra y Muestreo: Población Efluentes domésticos generados por el Centro Poblado de Huaylacucho del Distrito de Huancavelica- 2016. Muestra El sistema de alcantarillado sanitario del Centro Poblado de Huaylacucho cuenta con un solo punto de descarga, del cual se obtendrán las muestras antes del ingreso (afluente) y después de la salida (efluente) del sistema de tratamiento a proyectar. Muestreo Es no probabilístico por juicio. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos La técnica de recolección de datos será la observación experimental, a través de instrumentos y equipos de medición especializada.

PLANOS Y DISEÑOS DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

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