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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA ESCUELA DE POSGRADO SECCIÓN DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA MAESTRIA EN INGENIRIA AMBIENTAL

PROYECTO DE TESIS TITULO: EFICIENCIA DE BIODIGESTORES AUTOLIMPIABLES DE USO DOMÉSTICO EN SAN ANTONIO DE JULO – SATIAGO DE LUCANAMARCA – HUANCASANCOS

AUTOR: LIZBETH ELENA CONDE CARRIÓN

AYACUCHO – 2019

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA 1.1.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.1. DESCRIPCION DEL PROBLEMA En la comunidad de San Antonio de Julo perteneciente al distrito de Santiago de Lucanamarca - Huancasancos se ejecutó una obra de saneamiento el año 2016, que conssistio en la construcción de 60 letrinas con arrastre hidráulico y la instalación de 60 biodigestores autolimpiables para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Los efluentes producidos por este tratamiento, que es considerado como tratamiento preliminar, son vertidos al terreno a través de zanjas de infiltración, que son utilizados para el riego de tallo alto (plantaciones de durazno), teniendo la incertidumbre si este efluente estaría cumpliendo los limites permisible de calidad de agua para riego. El otro producto que se obtiene del biodigestor son los lodos, este se descarga en una caja de registro construido a base de concreto armado, por lo que la gente después de hacer un tratamiento de remoción lo utilizan como abono orgánico, teniendo la incertidumbre de que si este producto puede ser apto para la aplicación como abono orgánico o estaría aportando a la contaminación del suelo. En todo proyecto ejecutado, de cualquier ámbito, en su expediente técnico tiene como partida la capacitación de operación y mantenimiento a los beneficiarios, por lo que el producto de estas capacitaciones se ve reflejada después de 2 a 3 años. Este trabajo de investigación tiene como finalidad investigar la eficiencia de funcionamiento del biodigestor autolimpiable e la comunidad de San Antonio de Julo. 1.2.

FORMULACIÓN DE LOS PROBLEMAS DE INVESTIGACIÓN

1.2.1. Problema general ¿Se conoce la eficiencia del biodigestor autolimpiable de uso doméstico en la comunidad de San Antonio de Julo – Santiago de Lucanamarca – Huancasancos? 1.2.2. Problema especifico

¿Los efluentes del biodigestor autolimpiable cumplen con la remoción que menciona en el Manual del Biodigestor? ¿Los lodos generados por el biodigestor son adecuados para la aplicación como abono orgánico? ¿La población tiene la capacidad para realizar una adecuada O&M de los biodigestores autolimpiables? 1.3.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.3.1. Objetivo general  Determinar la eficiencia de los biodigestores autolimpiables de uso doméstico en San Antonio de Julo – Santiago de Lucanamarca Huancasancos. 1.3.2. Objetivos específicos  Comparar las características de los parámetros del efluente obtenidos con los establecidos en el manual del biodigestor autolimpiable.  Determinar si los lodos generados por el biodigestor son adecuados para la implementación como abono orgánico.  Evaluar si la población tiene la capacidad para realizar una adecuada O&M de los biodigestores autolimpiables. 1.4.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

1.4.1. Justificación La contaminación del suelo y del agua subterránea con efluentes de tratamiento preliminar, como las letrinas secas, categorizándolas sus aguas residuales como domesticas es un problema cada vez más común en las comunidades rurales. Por lo que en la comunidad de San Antonio de Julo se ejecutó una obra de saneamiento básico con un sistema de incorporación de biodigestor autolimpiable a un sistema común de letrinas con arrastre hidráulico siendo un avance importante para el buen tratamiento de aguas residuales (excretas) ya que esta mejora fue planteada para el bienestar de la salud de la población de San Antonio de Julo, además la empresa que fabrica este biodigestor nos muestra una tabla 1.1 de eficiencia de remoción.

Tabla 1.1: Eficiencia (Remoción) del Biodigestor (Efluente) Parámetro DBO

(Demanda

Remoción bioquímica

de

química

de

oxigeno) DQO (Demanda

oxigeno) Grasas y aceites SS (Solidos sedimentables) Ph

Parámetro

Luego

del

Tratamiento

94%

15-80 mg/l

88%

80-190 mg/l

93% 98% Estabilizado

30-45 mg/l 0,05 - 0,3 ml/l 7,5 - 8,5 UpH

Fuente: Manual de Biodigestor Rotoplas

Por lo que hasta el momento no hay estudios que se compruebe la eficiencia de funcionamiento de estos equipos a nivel local de la provincia de Huancasancos, ni el nivel de contaminación al suelo y el agua subterranea, lo cual ayudaría a que los futuros proyectos opten por esta alternativa de manera confiable asegurando el bienestar público y mejorando la calidad de vida de la población y reducir la contaminación del suelo y las fuentes subterráneas por aguas residuales doméstica. No se sabe si los efluentes del biodigestor autolimpiable emitidos a través de las zanjas de infiltración cumplen con los parámetros establecidos para este tipo de biodigestor, y si este efluente puede ser reutilizado para riego de frutales u otro tipo de cultivo. El análisis de los lodos generados por el biodigestor autolimpiable ayudara para estar seguros de la utilización de este producto como abono orgánico después de su tratamiento, o si con la utilización de este estaríamos aportando a la presencia de microorganismo afectando a la salud pública. En toda ejecución de obra se implementa la capacitación de operación y mantenimiento a los beneficiarios, pero la asimilación o el entendimiento y aplicacion de esta actividad se ve en la post ejecución, lo cual muchas veces se ve que los beneficiarios se olvidan de cómo es la O&M de estos equipos, por lo

que daría la alerta a las entidades estatales en enfocar el tema de capacitaciones para que las obras ejecutadas sean eficientes.

1.4.2. Importancia El presente trabajo de investigación pretende constituirse en una herramienta de gestión para las instituciones públicas donde ejecutan obras de saneamiento básico en las comunidades rurales.

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1.

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

El estudio sobre la eficiencia de los biodigestores autolimpiables se va incrementando en las regiones del Perú, por lo que; en el 2014 Lenin Enrique Espinoza Silva realizo la tesis sobre “Sostenibilidad de las unidades básicas de saneamento de arrastre hidrulico con pozo séptico y con biodigestor en la comunidad de Quinuamayo Alto – distrito La Encañada – Cajamarca 2014” donde los resultados del estudio muestran que las unidades básicas de saneamiento de arrastre hidráulico con pozo séptico y con Biodigestor en la comunidad de Quinuamayo Alto tiene un índice de sostenibilidad con valor de 3.14 y 3.42 respectivamente comprendidos en el rango de 2.51-3.50. En conclusión, los resultados generalizados a partir de la muestra representativa de la comunidad de Quinuamayo Alto, considera que la sostenibilidad del sistema de saneamiento (unidades básicas de saneamiento de arrastre hidráulico con pozo séptico y Biodigestor) se encuentran en regular estado (en proceso de deterioro). en el 2015 Rolando Jesus Mancha Cutipa realizo la tesis sobre “Evaluacion de la eficiencia del funcionamiento del biodigestor autolimpiable en el centro poblado de Sanquira – Yunguyo” donde obtuvo como resultado del efluente en el laboratorio conforme a la eficiencia de remoción del sistema son: demanda bioquímica de oxigeno (DBO5) 28.24%, demanda química de oxigeno (DQO) 26.44%, aceite y grasas 62.03%, solidos totales en suspensión (SST) 57.16%. También se determinó la eficiencia de remoción de coliformes totales 47.41% y coliformes fecales 33.60%. Se realizó el análisis comparativo de parámetros evaluados con los límites máximos permisibles (LMP), de los cuales no cumplen con los LMP para ser descargados a cuerpos receptores sin generar contaminación la (DBO) y la (DQO). El grado de información acerca del uso, mantenimiento y limpieza del biodigestor autolimpiable que tienen los usuarios del proyecto, es muy lamentable ya que el 42.86% de la población encuestada no tiene ni idea del adecuado uso que deba hacer al sistema del biodigestor y el 28.57% conoce muy poco, también se pudo ver que el 65.63% de la población encuestada no hace uso del sistema del biodigestor. En el 2018 Edgar Frey Leon Huallpa realizo la tesis sobre “Evaluación e la

eficiencia de los biodigestores en el tratamiento de las aguas residuales domesticas en la localidad de Chibaya Baja – Torata – Moquegua” obteniendo los siguientes resultados del laboratorio la eficiencia de tratamiento de las aguas residuales domesticas cuyos parámetros evaluados son: DBO 59.51%, DQO 49.16%, aceites y grasas 35.92%, sólidos totales en suspensión 52.78% y Coliformes fecales (termotolerantes) 89.19%. Se realizó la comparación de parámetros evaluados con los límites máximos permisibles establecidos por el MINAM, en el decreto supremo N° 003-2010, donde se observa que la DBO y DQO no cumplen con los límites máximos permisibles y estas aguas no deben ser vertidos a cuerpos de aguas (ríos, lagos, aguas subterráneas, etc.). 2.2.

BASES TEÓRICAS

Eficiencia técnica. Serra, (1985), establece que la palabra eficiencia proviene del latin “eficiente” que puede aludir a “completar, acción, fuerza o producción”. La eficiencia es la capacidad de hacer las cosas bien, la eficiencia comprende un sistema de pasos e instrucciones con los que se puede garantizar la calidad en el producto final de cualquier tarea. La eficiencia depende de la calidad en el producto final de cualquier tarea. La eficiencia depende de la calidad humana o motora de los agentes que realizan la labor a realizar, para expedir un producto de calidad, es necesario comprender todos los ángulos desde donde es visto, a fin de satisfacer todas las necesidades que el productor pueda ofrecer. Biodigestor clarificador Según CEPIS/OPS (2009), Biodigestor clarificador Este sistema usa un biodigestor prefabricado y una zanja de infiltración para el tratamiento de las aguas residuales producidas. Las aguas negras generadas (con excrementos) son conducidas a un biodigestor prefabricado y posteriormente transferidas a una zanja de infiltración. El biodigestor es un equipo de tratamiento de aguas residuales, autolimpiable, que no necesita instrumentos para la extracción de lodos sino solo abrir una válvula para extraerlos cada 18 a 24 meses. En su interior, las aguas negras tienen una digestión anaeróbica (sin aire) y las aguas residuales, cuando salen del biodigestor, se pueden volver a usar, previo secado, para pequeños sembríos.

Fig. 2.3: Biodigestor clarificado prefabricado (esquema de la descripción general) Fuente: CEPIS/OPS (2009)

Aguas residuales Según Mara (1976), Las aguas residuales pueden definirse como las aguas que provienen del sistema de abastecimiento de agua de una población, después de haber sido modificadas por diversos usos en actividades domésticas, industriales y comunitarias, siendo recogidas por la red de alcantarillado que las conducirá hacia un destino apropiado. Así, de acuerdo con su origen, las aguas residuales pueden clasificarse como: a. Domesticas: son aquellas aguas utilizadas con fines higiénicos (sanitarios, cocinas, lavanderías, entre otros) consisten básicamente en residuos humanos que llegan a las redes d alcantarillado por medio de las descargas hidráulicas de la edificación. b. Industriales: son residuos líquidos generados en los procesos industriales. Posen características específicas, dependiendo del tipo de industria.

c. Infiltración y caudal adicionales: las aguas de infiltración penetran en el sistema de alcantarillado. d. Pluviales: son agua de lluvia, que descargan grandes cantidades de agua sobre el suelo. Según Mara y Cairncross (1990), Cada persona genera 1.8 litros de material fecal diariamente, correspondiendo a 113.5 gramos de solidos secos, incluidos 90 gramos de materia orgánica, 20 gramos de nitrógeno, más otros nutrientes, principalmente fosforo y potasio. 2.3.

DEFINICIÓN DE TÉRMINOS

2.3.1. SANEAMIENTO RURAL 2.3.1.1.

PRINCIPALES SISTEMAS RURALES DE SANEAMIENTO

Según CEPIS/OPS (2009): 2.3.1.1.1. Niveles de servicio en saneamiento Los niveles de servicio en saneamiento se refieren a las necesidades atendidas por el sistema implantado para la evacuación final de excretas y de aguas residuales. Pueden ser a nivel unifamiliar y multifamiliar. 2.3.1.1.2. Opciones tecnológicas en saneamiento Opción tecnológica en saneamiento comprende la solución de ingeniería que se ajusta a las características físicas locales y a las condiciones socioeconómicas de la comunidad. Permiten seleccionar la manera óptima de dotar servicios de calidad de saneamiento a un costo compatible con la realidad local. Las opciones tecnológicas en saneamiento están divididas en dos grupos, véase el cuadro 2.1: 

Solución con recolección por red de tuberías con arrastre hidráulico.



Soluciones sin red de recolección (disposición in situ) con o sin arrastre hidráulico.



En el cuadro siguiente se muestra la correspondencia entre las opciones tecnológicas en saneamiento y sus niveles de servicio.

Cuadro 2.1: Opciones tecnológicas en saneamiento

EN Alcantarillado condominal

RED DE TUBERIAS

Alcantarillado de pequeño diámetro Unidad sanitaria con pozo séptico

SIN

SISTEMA

DE Unidad sanitaria con biodigestor RECOLECCIÓN EN Letrina de hoyo seco ventilado RED DE TUBERIAS Letrina de pozo anegado Letrina de cierre hidráulico Letrina compostera o baño ecológico

Multifamiliar

RECOLECCIÓN

Unifamiliar

CON SISTEMA DE Alcantarillado convencional

NIVEL DE SERVICIO

Unifamiliar

OPCIÓN TECNOLÓGICA

Disposición

excretas y de aguas residuales

Disposición excretas

Fuente: CEPIS/OPS 2009

La consideración de una u otra opción tecnológica debe considerar los siguientes factores: 

Tamaño de la comunidad.



Dispersión de las viviendas.



Disponibilidad de agua.



Recursos disponibles.



Capacidad de los beneficiarios para la operación y mantenimiento.

Una recomendación sobre las opciones técnicas, es la siguiente: 

En poblaciones menores a 100 familias (450 personas) no usa alcantarillado. Solo deben considerarse sistemas de recolección sin uso de red de tuberías.



En centros poblados entre 100 y 200 familias puede usarse alcantarillado solo con pozos sépticos y percolador.



En centros poblados de 200 a 400 familias se acepta usar alcantarillado con tanques sépticos o con lagunas facultativas, según las condiciones locales.



En poblaciones mayores a 400 familias se acepta el alcantarillado con lagunas facultativas o tanque Imhoff.

2.3.2. UNIDAD SANITARIA CON BIODIGESTOR 2.3.2.1.

Unidad sanitaria o letrinas sanitarias

GENERALIDADES

de

de

Según CEPIS/OPS (2009), Las letrinas sanitarias deberán cumplir con los siguientes requisitos mínimos: a. Sistema aceptado por el usuario b. Ser un sistema apropiado en función a factores como: c. No contaminen las aguas superficiales y subterráneas que puedan servir de fuente de agua potable para consumo humano. d. Las excretas no se expongan a moscas. e. Minimicen la generación de malos olores. 1. Letrina Compostera Según CEPIS/OPS (2009), esta letrina, también llamada en otros lugares baño ecológico, está formada por una taza y dos cámaras. La taza debe permitir separar la orina de las heces, para minimizar el contenido de humedad y facilitar el deshidratado de las heces. La orina es recolectada aparte, para ser utilizada como fertilizante. Las dos cámaras son impermeables e indispensables. Donde se depositan solo las heces, utilizándose una cámara a la vez. Se adiciona cal, cenizas o tierra, luego de cada uso, para promover el secado y minimizar los olores. Cuando la primera cámara este llena a aproximadamente dos tercios de su capacidad, debe ser completada con tierra, pasándose utilizar la segunda cámara. El contenido de la primera cámara podrá ser utilizada como abono, luego de 6 meses a un año, tiempo requerido para su estabilización.

Fig. 2.1: Letrina compostera Fuente: CEPIS/OPS (2009)

2. Letrina con arrastre hidráulico

Según Tixe (2005): 

Letrina: Lugar destinado a la evacuación de las heces y la orina.



Arrastre hidráulico: Fuerza de tracción que produce el agua para la evacuación de las excretas desde el aparato sanitario hasta el hoyo o pozo.



Aparato sanitario: Artefacto prefabricado destinado a posicionar y brindar comodidad a la persona durante el acto de defecación.

2.3.2.2.

Biodigestor

2.3.2.2.1. Biodigestor anaeróbico Según Hossain & Islam (2008), es un tanque cerrado sonde se lleva a cabo la fermentación anaeróbica de la materia orgánica, como por ejemplo: desechos agrícolas, agroindustriales y forestales, aguas residuales urbanas e industriales, residuos sólidos urbanos y el estiércol de animales. 2.3.2.2.2. Biodigestor rotoplas Según Hernández (2012), la empresa ROTOPLAS S.A. de C.V. pone a la venta un producto denominado BIODIGESTOR, que ha sido diseñado para lugares donde no se cuenta con drenaje. Este biodigestor va desde los seiscientos hasta los siete mil litros. Una consideración a tomar en cuenta para este equipo es que su función no es la generación de biogás, sino más bien el tratamiento de los desechos producidos por los habitantes y se plantea sobre todo para comunidades rurales. Básicamente cumple las funciones de una fosa séptica o tanque séptico.

Fig. 2.2: Biodigestor rotoplas Fuente: Hernández (2012)

2.3.2.2.3. Biodigestor clarificador Según CEPIS/OPS (2009), Biodigestor clarificador Este sistema usa un biodigestor prefabricado y una zanja de infiltración para el tratamiento de las aguas residuales producidas. Las aguas negras generadas (con excrementos) son conducidas a un biodigestor prefabricado y posteriormente transferidas a una zanja de infiltración. El biodigestor es un equipo de tratamiento de aguas residuales, autolimpiable, que no necesita instrumentos para la extracción de lodos sino solo abrir una válvula para extraerlos cada 18 a 24 meses. En su interior, las aguas negras tienen una digestión anaeróbica (sin aire) y las aguas residuales, cuando salen del biodigestor, se pueden volver a usar, previo secado, para pequeños sembríos.

Fig. 2.3: Biodigestor clarificado prefabricado (esquema de la descripción general) Fuente: CEPIS/OPS (2009)

2.3.3. COMPLEMENTARIOS DEL EFLUENTE

Según RNE-Norma IS.020. (2010), el efluente de un tanque séptico no posee las cualidades físico-químicas u organolépticas adecuadas para ser descargado directamente a un cuerpo receptor de agua. Por esta razón es necesario dar un tratamiento complementario al efluente, con el propósito de disminuir los riesgos de contaminación y daños a la salud pública. 2.3.3.1.

CAMPOS DE INFILTRACIÓN O PERCOLACIÓN

Según Pérez (2015), reciben directamente el efluente del tanque séptico. Están formados por una serie de tuberías en zanjas debidamente localizadas y cuyas dimensiones dependen de la tasa de infiltración del subsuelo. Esta instalación, se hace con el fin de oxidar el efluente al entrar en contacto con el aire por medio de los huecos contenidos en el lecho filtrante.

F ig. 2.4: Esquema tanque séptico con zanja de percolación Fuente: Pérez (2015)

2.3.4. CARACTERÍSTICAS

DE

LAS

AGUAS

RESIDUALES

DOMESTICAS Según Metcalf & Eddy, (1995), la composición de las aguas residuales se refiere a las cantidades de constituyentes físicos, químicos y biológicos presentes en las aguas residuales. La tabla 1 presenta datos típicos de los constituyentes encontrados en el agua residual domestica (constituyentes del efluente y fangos sépticos). En función de las concentraciones de estos constituyentes podemos clasificar el agua residual como concentración, media o débil. Tanto los constituyentes como sus concentraciones presentan variaciones en función de la hora del día, el día de la semana, el mes del

año y otras condiciones locales. Los datos de la tabla 1 pretenden solamente servir de guía, y no como base de proyecto.

2.3.5. Parámetros de remoción del biodigestor autolimpiable Los parámetros de remoción del biodigestor autolimpiable rotoplas que son consderados en el manual se muestran en la siguiente tabla: Tabla 1.1: Eficiencia (Remoción) del Biodigestor (Efluente) Parámetro

Remoción

DBO (Demanda bioquímica de oxigeno) DQO (Demanda

química

oxigeno) Grasas y aceites SS (Solidos sedimentables)

de

Parámetro Tratamiento

94%

15-80 mg/l

88%

80-190 mg/l

93% 98%

30-45 mg/l 0,05 - 0,3 ml/l

Luego

del

Ph

Estabilizado

7,5 - 8,5 UpH

Fuente: Manual de Biodigestor Rotoplas

Demanda bioquímica de oxigeno (DBO): es la cantidad de oxigeno que requieren los microorganismos para oxidar (estabilizar) la materia orgánica biodegradable en condiciones aerobias. La DBO es el parámetro más usado para medir la calidad de aguas residuales y superficiales, para determinar la cantidad de oxigeno requerido para estabilizar biológicamente la materia orgánica del agua, para diseñar unidades de tratamiento biológico, para evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y para fijar las cargas orgánicas permisibles receptoras (Romero rojas, 2004). Demanda química de oxigeno (DBQ): se usa para medir el oxígeno equivalente a la materia oxidable químicamente mediante un agente químico oxidante fuerte, por lo general el dicromato de potasion, es un medio de ácido y a alta temperatura. Para la oxidación de ciertos compuestos organicos resistentes se requiere la ayuda de un catalizador como sulfato de plata (Romero Rojas, 2004) Grasas y aceites: el contenido de estas en agua residuales se determina por una extracción de muestra de residuo con triclorotrifluoetano, químicamente tanto laas grasas y aceites de origen vegetal o animal son similares, ya que se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente dennominados aceites y los que han convertido en solido llamados grasas. La presencia de estos causan muchos problemas en tanque séptico, en sistemas de recolección y en el tratamiento de aguas residuales (Crites & Tchobanoglous, 2000). Potencial de hidrogeno (pH): el intervalo adecuado de pH para que se desrrolle la vida tiene un margen estrecho, en un rango de pH 5 y 9, las aguas residuales con valores menores a 5 y superiores a 9 tienen un tratamiento más complicado mediante agentes biológicos. Si dicho pH del agua residual tratada será alterado; de allí la necesidad de que los efluentes de las plantas de tratamiento deben ser descargados dentro de los limites específicos para descargas a cuerpos receptores (Crites &Tchobanoglous, 2000). Solidos Sedimentales (SS): son sólidos suspendidos que se expresan como milímetros por litro, los cuales se sedimentan fuera de la suspensión dentro de un rango de tiempo específico (Crites &Tchobanoglous, 2000).

2.3.6. Lodos generados por el biodigestor

Los lodos generados por el biodigestor pueden ser considerados como abono orgánico, después de su tratamiento; secado de 1 a 3 meses con remoción continua. 2.3.6.1.1. Abono orgánico (G. Soto, 2003) Se entiende por abono orgánico todo material de origen orgánico utilizado para fertilización de cultivos o como mejorado de suelos. 2.3.6.1.2. Características biológicas Las características biológicas tienen una alta importancia en el control de enfermedades que sean causadas por organismos patógenos de origen humano y por la proliferación o desarrollo de bacterias y otros microorganismos dentro de la descomposición y estabilización de la materia orgánica tanto en el medio natural como en una planta de tratamiento de aguas residuales (Crites &Tchobanoglous, 2000). a. Bacterias Muchas bacterias son inofencivas en el tracto intestinal, pero al estar un individuo infectado al momento de excretar en las heces se encuentran una gran cantidad de bacterias patógenas, contaminando de esta manera las aguas residuales domésticas. Los grupos de bacterias más comunes que se pueden encontrar en las aguas residuales domesticas son del genero Salmonella, del genero Shigella y Escherichia coli (Crites &Tchobanoglous, 2000). b. Protozoos Entre los organismos causantes de enfermedades los protozoarios Crytosporidium parvun, Cyclospora y Giardia lamblia son de gran interés ya que tienen un alto impacto sobre la población especialmente las personas con deficiencias en el sistema inmunológico y de este tipo de microorganismos son los más comunes encontrados en las aguas residuales (Crites &Tchobanoglous, 2000).

c. Helmitos Los parásitos de esta categoría que pueden encontrarse en las aguas residuales son las lombrices intestinales, por ejemplo Ascatis lumbricoides, la tenia solitaria Taenis saginata y Taenia solium. La etapa infecciosa se presenta en el estado de huevo, muchas especies resisten condiciones ambientales adversas y llegan a sobrevivir

a

distintos

tipos

de

tratamientos

convencionales

(Crites

&Tchobanoglous, 2000). d. Virus En las aguas residuales se pueden presentar las condiciones adecuadas para la proliferación de estos, se han detectado más de 100 clases diferentes de virus entéricos que pueden ser capaces de transmitir algún tipo de infección o enfermedad que provienen de las excretas. La mayoría de estos se reproducen en el tracto intestinal de individuos infectados y luego de ser expulsado en las heces se produce su desarrollo masivo (Crites &Tchobanoglous, 2000).

2.4. 2.4.1.

FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Hipótesis general

Se conocerá la eficiencia del biodigestor autolimpiable de uso doméstico en las condiciones de clima para la comunidad de San Antonio de Julo. 2.4.2.

Hipótesis especificas

Los efluentes cumplen con los límites máximos permisibles para riego de cultivos de tallo alto. Los lodos generados por el biodigestor pueden ser utilizados como materia orgánica para la fertilización después del tratamiento de remoción. La comunidad de San Antonio de Julo efectúa adecuadamente las actividades de operación y mantenimiento. 2.5.

IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES

2.5.1.

Variables independientes



Biodigestores

2.5.2. 

Vaiables dependientes Eficiencia

2.6.

DEFINICIÓN OPERATIVA DE VARIABLES E INDICADORES

2.6.1.

Variables e indicadores independientes

X 1 : Biodigestores Tendrá como indicadores: 

Effluentes



Lodos

2.6.2.

Variables e indicadores dependientes

X 2: Eficiencia Tendrá como indicadores Porcentaje de eficiencia CAPÍTULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1.

TIPO DE INVESTIGACIÓN

Aplicada 3.2.

NIVEL DE INVESTIGACIÓN

Evaluativo 3.3.

MÉTODO DE INVESTIGACIÓN

Método analítico 3.4.

DISEÑO Y ESQUEMA DE LA INVESTIGACIÓN

Diseño diagnostico propositiva Ox M

r

Oy Donde: M

: Muestra

Ox

: Observación de la variable independiente

Oy

: Observación de la variable dependiente

r

: Relación de variables

3.5.

POBLACIÓN, MUESTRA Y MUESTREO.

3.5.1.

Población:

La población comprende los beneficiarios de la Comunidad de San Antonio de Julo un total de 60 familias. 3.5.2.

Muestra:

La muestra comprende el agua residual que desemboca de las letrinas de arrastre hidráulico. 3.5.3.

Muestreo:

El muestreo se hará de forma probabilístico aleatorio simple para que mi muestra sea representativa para el análisis. 3.6.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

3.6.1.

Técnicas

Recolección de datos Encuesta 3.6.2.

Instrumentos

Fichas de análisis (resultados de las muestras) Fichas de encuestas 3.7.

TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS

Una vez realizada la recogida de datos a través de los cuestionarios descritos, comienza una fase esencial para la investigación, referida a la clasificación o agrupación de los datos referentes a cada variable objetivo de estudio y su presentación conjunta. Para el análisis de datos se seguirá los siguientes pasos: 1. Validación y edición 2. Codificación 3. Introducción de datos 4. Tabulación y análisis estadístico. MATERIALES Y MÉTODOS 1. UBICACIÓN, ACCESO Y COMUNICACIÓN Ubicación Política Región

: Ayacucho

Provincia

: Huanca Sancos

Distrito

: Santiago de Lucanamarca

Localidad

: San Antonio de Julo

Ubicación Geográfica Latitud sur

: 13°50'01"

Longitud oeste

: 74°21'45"

Altitud

: 3,345 m.s.n.m

Geográficamente la comunidad se encuentra ubicado en las siguientes coordenadas UTM: E = 568863.97 m.s.n.m N =840573.81 m.s.n.m

MAPA DE UBICACIÓN POLITICA DISTRITO DE SANTIAGO DE LUCANAMARA Mapa 3.1: ubicación nacional

Mapa 3.3: ubicación provincial

Mapa 3.2: ubicación departamental

Mapa 3.4: ubicación distrital

MAPA 3.5: Ubicación Satelital del Proyecto

Vías de Comunicación El acceso teniendo como referencia a la ciudad de Ayacucho se detalla a continuación: Tabla 3.3: Acceso desde la ciudad de Ayacucho Distancia

Tiempo de

Asfaltado

(km) 35

viaje 45 minutos

Pomabamba - desvió a

Afirmado

57

2 horas

Chuschi Puente Tincocc – Ccechahua –

Afirmado

40

1.5 horas

Desde

Hacia

Ayacucho

Abra Toccto Pampa Cangallo –

Abra Toccto Desvío a

Vía

Desvío a San Martin de

Chuschi

Tiopampa

San Martin de

San Antonio de Julo

Tiopampa Ayacucho San Antonio de Julo Fuente: Elaboración Propia mayo 2016

Trocha

12.8

144.18 km

1 hora 5 hrs 15 min

Extensión y Limites El ámbito territorial de la comunidad de San Antonio de Julo tiene los siguientes límites por: Por el Norte Por el Sur

: Comunidad Carmen de Alanya y Porta Cruz. : Con el río Lucanamarca, frente al distrito Santiago de Lucanamarca.

Por el Este : Con el Centro Poblado de San José de Huarcaya. Por el Oeste

: Comunidad de San Martín de Tiopampa.

FISIOGRAFÍA Y CLIMATOLOGÍA Clima, Temperatura y Caracterización Este lugar presenta un ecosistema de clima per templado y cálido, 791mm de precipitación promedio total anual, con una temperatura media anual que fluctúa entre 11 ºC y 16 ºC, y una temperatura máxima entre 22ºC y 29ºC, excepcionalmente presenta heladas. Recursos Hídricos El agua para el consumo es un recurso escaso a pesar de contar con 5 ríos (Urabamba, Lucanamarca, Caracha, Ccellomayo y Paliza, todos estos ríos desembocan en el Río Caracha) y 5 lagunas (Huanzo, CceullaCcocha, CcochaHuaran, OrcconCcocha y CcallaCcocha), debido principalmente a la ausencia de infraestructuras. RÍO LUCANAMARCA: Este río nace de la quebrada Pachachaca, este río es de uso de la Comunidad de San Antonio de Julo, el cuál cumple con muchas de las necesidades de los pobladores. RIO CARACHA: Este río nace de la unión del Río Lucanamarca y el río Ccellomayo, este río discurre sus aguas por las Provincias de Huanca Sancos y

Víctor Fajardo en el Departamento de Ayacucho, está formado por los ríos Urubamba, Sacsamarca, Huanca Sancos, Santiago de Lucanamarca, Ingahuasi, Colpacucho, Huamanquiquia, Sarhua y de las lagunas de Tiranipampa, Quinuacocha, formando una cuenca con una extensión de 4,266 Km2.

Fig. 3.6: Cuenca Huancasancos Fuente: INEI Características Geológicas A 3345 m.s.n.m., topografía accidentada, con pendientes pronunciadas Así mismo, presenta un relieve muy variado con valles, quebradas, cerros empinados y llanuras en toda su superficie.

CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS Características de la Población La población de San Antonio de Julo es eminentemente rural, con población proveniente de diferentes lugares y con diferentes niveles culturales y costumbres, pero con una cohesión social sólida en busca de objetivos comunes, siendo la

principal actividad la agrícola en la que destaca el cultivo de maíz, cebada, papa, trigo, arvejas, entre otros. Una parte de la población joven migra hacia otras ciudades como a la capital de distrito Santiago de Lucanamarca y Ayacucho, etc., a seguir sus estudios superiores. Características Agroeconómicas Ganadería La actividad pecuaria, está encaminada hacia un crecimiento, desde la producción ganadera destinada al autoconsumo hacia la producción y comercialización de lácteos y derivados, cuyo destino mayor es la ciudad de Ayacucho. Agricultura En la comunidad de la zona de influencia del proyecto, practican una agricultura de subsistencia que consiste en el cultivo de papa, maíz amiláceo, haba y trigo, se produce en una sola campaña, en los meses de octubre – marzo; y está desocupada en los meses de abril - setiembre, por lo que la población migra en busca de trabajo a los distintos lugares de la Región y capital del país.

2. MATERIALES 

Muestras de aguas residuales



Muestras de lodos



Balanza



Envases de vidrio y plásticos



Reactivos químicos



Equipos de laboratorio



Bolígrafo



Cuaderno de campo



Cámara fotográfica

3. MÉTODOS

En cuanto a la muestra del agua residual (efluente del biodigestor) y lodos se tomará de forma aleatoria del total de familias, y se les encuestara sobre la operación y mantenimiento de los biodigestores, lo cual se llevara al análisis para determinar los parámetros establecidos y posteriormente comparar con los datos del manual del biodigestos. 3.8.

DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA DE HIPÓTESIS

Una prueba de hipótesis es una prueba estadística que se utiliza para determinar si existe suficiente evidencia en una muestra de datos para inferir suficiente evidencia en una muestra de datos para inferir que cierta condición es válida para toda la población.

CAPÍTULO IV: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS 4.1.

POTENCIAL HUMANO

Asesor: …………………………………………………….. 4.2.

MATERIALES Y EQUIPOS

4.2.1.

Materiales

Cuaderno de campo 

Bolígrafo



Envase de vidrio y bolsas plásticas



Guantes y mascarilla



Muestra de efluente



Muestra del lodo

4.2.2.

Equipos



Cámara fotográfica



Computadora

4.3.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

1. Elección de tema 2. Elaboración de Plan 3. Corrección y Presentación del Plan

Set      

2020 Oct Nov            

Dic      

2021 Ene      

4. Preparación y Reproducción de los instrumentos de recolección de datos 5. Desarrollo de Marco Teórico y Conceptual 6. Desarrollo experimental 7. Aplicación de los insumos de Recolección de datos 8. Tabulación y Elaboración de Cuadros Estadísticos 9. Análisis e Interpretación de Resultados 10. Redacción del Primer Borrador 11. Redacción Final 12. Presentación del Informe Final y sustentación

                 

                 

                 

                 

Actividades

4.4.

PRESUPUESTO

N° 1 0.1 2 0.1 0.2 0.3 0.4 3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

4.5.

                 

Descripción Remuneraciones Tesista Bienes Papel bond M. Escritorio Pilas Duracel Archivador Servicios Alquiler de equipo Transporte Movilidad local Alimentación Análisis de muestra

und   mes   millar varios unid unid   día día día día muestra Total

cantidad   4   2 4 8 2  

FINANCIAMIENTO

……………………………………………….

4 4 4 4 20

costo unitario costo total   4000 1000 4000   162 25 50 20 80 2.5 20 6 12   5480 20 80 50 200 20 80 30 120 250 5000 9642

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 

LEON, EF. 2018. Evaluacion de la eficiencia de los biodigesores en el tratamiento de las aguas residuales domesticas en la localidad de Chibaya Baja – Torata – Moquegua”. Disponible en: http://repositorio.unap.edu.pe/handle/UNAP/8429



MANCHA, RJ 2015. Evaluaicon de la eficiencia del funcionamiento del biodigestor autolimpiable en el centro poblado de Sanquira – Yunguyo”. Disponible en: http://repositorio.unap.edu.pe/bitstream/handle/UNAP/4600/Mancha_Cutipa_Rolan do_Jesus.pdf?sequence=1&isAllowed=y



ORGANIZACIÓN

PANAMERICANA

“PRINCIPALES

SISTEMAS

DE

LA

SALUD.

2009,

RURALES

DE

SANEAMIENTO”

CEPIS/OPS Lima. 

Pérez, R. 2015, “Diseño y construcción de alcantarillados sanitario, pluvial y drenaje de carreteras”. Editorial MACRO–ECOE.



ROLIM, S. 2000, “SISTEMAS DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION”. Editorial McGRAW–HILL INTERAMERICANA.



AGÜERO, R. 1997, “Agua Potable para Poblaciones Rurales”. Ediciones SER LIMA PERU.



MINISTERIO

DE

VIVIENDA,

CONSTRUCCION

Y

S A N E A M I E N T O . 2004, “Parámetros De Diseño De Infraestructura De Agua Y Saneamiento para Centros Poblados Rurales” Gobierno del Perú. 

DE LA MERCED, D. 2012. “evaluación de parámetros de un biodigestor–anaeróbico tipo continuo”. tesis para obtener el grado de maestro en ingeniería energética. Universidad veracruzana.



HERNÁNDEZ, H. 2012, “diseño de un biodigestor instrumentado electrónicamente para la generación de un biogás en casa habitación”. Tesis para optar el grado de maestro en ingeniería eléctrica–sistemas eléctricas. Universidad nacional autónoma de México.