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La gestión del recurso hídrico en nuestro país se da en gran parte a través de las Asociaciones Administradoras de los Sistemas de Acueductos y Alcantarillados, mejor conocidas como ASADAs. Existen más de 1 400 ASADAs en el país, las cuales abastecen a un 25,5 % de la población, equivalente a 1 125 200 personas, posicionándolas como el segundo ente operador del país; sin embargo, es responsabilidad del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA) ejercer una acción de rectoría técnica eficiente y eficaz (AyA, 2016). Las ASADAs en el país, trabajan bajo un esquema de delegación de la administración, acordado con el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados, esto mediante un Convenio de Delegación de Administración, con el cual se centran en administrar los sistemas de acueducto y alcantarillado comunales. Estas organizaciones se conforman por vecinas y vecinos de las comunidades, con el fin de hacer valer el derecho fundamental del acceso al agua potable, ligado estrechamente con la salud pública y la vida, presentes en la Constitución Política de Costa Rica; es por esto que la labor de estas organizaciones de realizar la gestión integrada del recurso hídrico y gobernanza del agua en nuestro país es fundamental. El presente documento nace de la experiencia obtenida durante la evaluación de 20 sistemas de potabilización administrados en su mayoría por ASADAS en la provincia de Cartago y en la región Pacífico Central en los años 2018 y 2019. En dicho estudio se evaluó la calidad del agua cruda, los sistemas de tratamiento y/o desinfección y el sistema de distribución. Además, en 10 de los sistemas se aplicó la herramienta SERSA recomendada por el Ministerio de Salud de Costa Rica (MINSALUD). Dicha herramienta le permite a las ASADAs realizar el plan operativo del acueducto con el fin de establecer los riesgos de los componentes del sistema de abastecimiento de agua potable de su respectiva comunidad. (MINSALUD - MINAE, 2015) y (MINSALUD, 2019). Con base en la experiencia adquirida, en la presente guía se pretende dar recomendaciones generales, con el fin de aportar ideas a los administradores de acueductos en la planificación y ejecuciones de acciones, que conlleven a que los sistemas de abastecimiento de agua sean cada día, más sostenibles y la calidad del agua producida sea segura y pueda cumplir con los siguientes factores: Cobertura, Calidad, Continuidad, Costo y Cultura hídrica – (CCCCC). Universidad de Costa Rica/[742-B8-651]/UCR/Costa Rica UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Instituto de Investigaciones en Salud (INISA)

Arsenic in water can lead to serious health problems for consumers. In Costa Rica, concentrations higher than the allowable limit (10 ug/L) have been identified in water for human consumption. The adsorption of arsenic on an adsorbent material has been used successfully in other countries for arsenic removal. To do this, a large variety of synthetic or natural products of industrial or agricultural processes are available as adsorbent materials. The synthetic adsorbents usually have high adsorption capacities but represent higher purchasing costs, contrary to natural materials and processes waste, which are cheaper and easier to find; nevertheless, they have a lower adsorption capacity. Within this context, an analysis of local options for natural materials at low cost is presented. They are materials with a relatively high content of iron oxides, aluminum and titanium, that could be used to remove arsenic from water. The identified materials are biotite, limestone, diatomite, magnetite enriched sands and pyroclastic rocks of basaltic composition. All these materials originate in the area of Guanacaste, affected by presence of arsenic in water. El arsénico presente en agua puede llegar a causar serios problemas en la salud de los consumidores. En Costa Rica, se han identificado aguas de consumo humano con concentraciones mayores al límite permitido (10 µg/L). La adsorción del arsénico por un material adsorbente ha sido utilizada en otros países con éxito. Para ello, se han utilizado gran variedad de materiales adsorbentes sintéticos, naturales o subproductos de procesos industriales o agrícolas. Los adsorbentes sintéticos, por lo general, presentan alta capacidad de adsorción pero representan altos costos adquisitivos, contrariamente a los materiales naturales y de residuos de procesos que aunque tienen capacidades de adsorción menores, son más baratos y se encuentran más fácilmente. En el marco del contexto en mención, se presenta un análisis de las opciones de materiales naturales de origen local y de bajo costo adquisitivo, con un contenido relativamente alto de óxidos de hierro, aluminio y titanio, que podrían ser utilizados para remover arsénico del agua. Los materiales identificados son biotita, piedra caliza, diatomita, arenas ricas en magnetita y rocas piroclásticas de composición basáltica. Todos esos materiales son originarios de la zona de Guanacaste, afectada por la presencia de arsénico en agua.

Artículo científico A filtração em margem (FM) consiste na obtenção de água de um aquífero e de um manancial por meio de poços ou galerias nas margens de mananciais superficiais com conexão hidráulica entre ambos. Para determinar as áreas com potencial de aplicação da tecnologia, foi realizada uma pesquisa bibliográfica onde foram identificadas as premissas para sua aplicação: disponibilidade de fontes de água superficial e subterrânea em conexão hidráulica, hidrogeologia do aquífero, hidrologia do corpo de água, morfologia do rio, composição do fundo, e qualidade e temperatura da água superficial e subterrânea. Norteado nessas características e utilizando o Atlas Hidrogeológico do Brasil em ambiente SIG foi possível determinar, de forma ilustrativa, os locais com potencial para aplicação da FM no Estado de Santa Catarina. As principais regiões com potencial consistem em formações de tipo aluvial e depósitos litorâneos na zona litorânea do estado. As informações foram compiladas em um mapa temático e abrangeram 1,557 e 3,113km2 respectivamente. No estado de Santa Catariana, ~4,88% da área total apresenta potencial para obter água utilizando a FM. Salienta-se que o sucesso da FM depende do local e as premissas de implantação devem ser verificadas localmente. Foi exposto o caso da Lagoa do Peri, onde a FM foi aplicada com sucesso em escala piloto; a água apresentou redução significativa de turbidez, de cor aparente e principalmente de fitoplâncton incluindo cianobactérias. Porém a água apresentou condições anóxicas, e seria preciso o pós tratamento por aeração e filtração para remoção de ferro e manganês, indesejáveis para água de abastecimento.

Bank filtration (BF) consists in obtaining drinking water from wells in alluvial aquifers or other unconsolidated deposits hydraulically connected with a surface water source. The possibility of applying this technique was evaluated in a pilot scale on the banks of the Lagoa do Peri lagoon, Brazil. Observation and grain size analysis showed that the bottom of the lagoon and the adjacent aquifer have sandy texture. In addition, tests of constant head permeameter, standpipe falling head and a pumping test, showed that the hydraulic conductivity in the same areas is close to 10-4 m / s, same magnitude found in other places where the BF is applied successful. The water from a well at 20 meters from the Lagoa do Peri showed levels of turbidity and apparent color according to the local quality standards. It was observed an increase in hardness and alkalinity, attributed to erosion of subsurface materials, without actually exceed the provisions of the legislation. Finally, the water produced by BF was found to be of better quality in terms of turbidity and apparent color than the lagoon water treated by direct filtration in a waterworks located on the site. The water produced by BF showed anoxic conditions that would require the post treatment by aeration and filtration, to do that, the existing infrastructure of the waterworks would be useful. La filtración inducida (FI) consiste en obtener agua potable de pozos situados en acuíferos de aluvión u otro tipo de depósitos no consolidados conectados hidráulicamente con una fuente de agua superficial. La posibilidad de aplicar esta técnica en las riberas de la laguna Lagoa do Peri, Brasil, se evaluó a nivel piloto.Por medio de observación y de análisis granulométricos se determinó que el fondo de la laguna y el acuífero aledaño presentan una textura arenosa. Además, ensayos de permeámetro de carga constante, de tubo de carga variable y de bombeo, mostraron que la conductividad hidráulica en las mismas zonas se encuentra cercana a 10-4 m/s, misma magnitud encontrada en otras latitudes donde la FI se aplica con éxito.El agua captada en un pozo a 20 m de la Lagoa do Peri presentó valores de turbidez y color aparente acordes con los patrones de calidad locales. Se observó un aumento en la dureza y la alcalinidad, atribuido a la erosión de los materiales del subsuelo, sin llegar a superar lo estipulado en la legislación.Finalmente, el agua producida por la FI mostró ser de mejor calidad en términos de turbidez y color aparente que el agua de la laguna tratada por filtración directa en una estación de tratamiento (ETA) ubicada en el lugar. El agua producida por la FI presentó condiciones anóxicas que harían necesario el postratamiento por aireación y filtración, proceso en el cual se podría aprovechar la infraestructura de la ETA existente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 A filtração em margem, FM, consiste em induzir o escoamento da água das fontes superficiais, localizadas em formações geológicas de tipo aluvião ou não consolidadas, até poços e galerias adjacentes. A fim de estudar e comparar a FM com a filtração direta (FD), foi realizado um estudo de FM no nível piloto, no manancial Lagoa do Peri em Santa Catarina. Para isso, foram construídos três sistemas diferentes: piezômetros, colunas preenchidas com sedimento do fundo da Lagoa e bio filtro de pedra pomes, test filter (TF). Nesses sistemas, foram estudadas as variações da qualidade da água, características redox, remoção de matéria orgânica natural (MON) e remoção dos precursores de trialometanos (TAM). Paralelamente, foi caracterizada a água, obtida por FD, no local. A hidrogeologia local é do tipo depósito litorâneo com textura arenosa, condutividade hidráulica média de 10-4 m/s e profundidade do aquífero (18 m), apropriados para a FM. A cor e turbidez foram removidos atingindo valores abaixo das exigidas pela norma, nos primeiros centímetros de infiltração (1 dia de percurso). Da mesma forma, a maioria da MON foi removida ao início da infiltração, acompanhada pela aparição de condições redutoras, que comprometeram a qualidade da água, pela presença de ferro, manganês e sulfeto de hidrogênio. A remoção de MON e precursores de TAM foi próxima de 45-35% de carbono orgânico dissolvido e total (COD e COT) e 70% de precursores, após 100 dias de percurso. Porém, a dessorção/dissolução de carbono orgânico sólido (COS), previamente depositado no subsolo, reduziu a remoção, especialmente durante os meses mais quentes. Houve uma redução preferencial dos precursores de TAMs, em relação à MON total. A remoção da MON e de precursores, sem o fenômeno de dessorção/dissolução, mostraram uma cinética de primeira ordem. O COD e os precursores de TAM, relacionados com uma fração de MON facilmente biodegradável, foi removido em menos de 2 dias de percurso; outra fração menor, moderadamente degradável, precisou de 100 dias. A MON e precursores residuais foram não degradáveis, em condições práticas de FM. Dessa forma, a maior capacidade da FM foi atingida após 100 dias de percurso. As condições redox da água tratada por FM se apresentaram como a principal desvantagem da mesma, frente à FD. No entanto, a infraestrutura do sistema de FD poderia ser utilizada como pós-tratamento da água provinda por FM, em condições anaeróbias. Abstract : Bank filtration, BF, consists into induced surface water, located on alluvial and non-consolidated geological formation, to flow to pumping wells and galleries installed on their banks. BF was studied and compare with direct filtration (DF) in pilot scale in Lagoa do Peri Lake, Santa Catarina. Three diferent systems were constructed: a piezometer on the banks, columns filled with sand from the lake bottom and a pumice stone bio-filter, test filter (TF). The systems permit to study water quality parameters, redox conditions and the remval of natural organic matter (NOM) and thrihalomethanes (THM) precursors. At the same time BF treated water from the same lake was monitored. Sandy littoral deposits form the local hydrology of the study site; with mean hydraulic conductivity of 10-4 m/s and 18 m aquifer depth, typical characteristics for BF application. Turbidity and apparent color were removed in the first centimeters of infiltration (1 day of nitration). In a similar way most of the NOM was also removed at the beginning of the infiltration. A shift to reductive conditions was also observed with the presence of iron, manganese and hydrogen sulphide in the filtrate water. NOM (as total and dissolved organic carbon) and THM precursor removal was about 45-35% and 70% respectively, after 100 days of infiltration. However, desorption/dissolution of organic carbon from the subsoil was observed principally during the warmer months. There was a preferential THM precursor removal in relation to the total NOM. The NOM and precursors removal showed a first order kinetics during the nom desorption/dissolution period. The dissolved organic carbon and the precursors corresponding with an easily degradable fraction were removed during the first 2 days of infiltration. A second, moderately degradable fraction was removed in 100 days. The residual NOM and precursors were considered nom degradable in practical conditions. Therefore, the highest BF capacity was at 100 days of travel time. Finally, comparing BF with DF, the reduced redox conditions seem to be the principal disadvantage of the former. However, the existing DF infrastructure could be used to treat the BF water.

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Química. Centro de Investigación en Protección Ambiental (CIPA), 2010 En el tratamiento de aguas el proceso de coagulación y floculación se lleva a cabo usando productos comerciales como el sulfato de aluminio o el cloruro de hierro, polímeros naturales y/o artificiales que son de alto costo y podrían ser sustituidos por productos naturales y residuos de la industria metalúrgica cuyo tratamiento y disposición además, de poseer, un gran impacto ambiental representan un costo para las empresas que los generan. En este estudio evaluó la efectividad de dos residuos industriales, uno con alta concentración de aluminio y otro de hierro, en la remoción de la turbiedad en el agua. Ambos residuos presentaron buenos resultados en cuanto a la presencia de aluminio o hierro residual en el agua de prueba tratada, así como una adecuada remoción de la turbiedad del agua. La cantidad necesaria, del residuo de Prolex S.A., para la remoción de la turbiedad fue muy similar al producto comercial para el caso del hierro (entre 0.5 ppm y 2.0 ppm). En las pruebas con el residuo con aluminio se necesito una concentración del orden de las 10 veces mayor que la utilizada con el sulfato de aluminio. De estos resultados se concluyo de forma preliminar, que ambos productos son factibles para su uso en el tratamiento de aguas residuales , principalmente el residuo con alta concentración de aluminio por su homogeneidad y facilidad de manejo. Este último fue evaluado en la segunda etapa del proyecto con una muestra agua residual de la planta de tratamiento de Clorox de Centroamérica S.A. que presentaba una turbiedad inicial y DQO alta. Ambos parámetros fueron reducidos eficientemente por el residuo en comparación con el sulfato de aluminio aunque necesito una concentración 6 veces mayor de aluminio. De acuerdo a los resultados obtenidos se concluyo que el residuo de la empresa Extralum S.A. presenta resultados satisfactorios en el tratamiento de agua residuales . Adicionalmente se evaluó el producto natural Triumfetta semitriloba (mozote de caballo) como floculante natural comparado con un polímero aniónico comercialmente utilizado , en donde el mozote de caballo presentó remociones de turbiedad alrededor del 99% y remociones de 100% de DQO, estos resultados son equiparables con los obtenidos con el polímero sintético, indicando la potencialidad de utilización del mozote de caballo para el tratamiento de aguas, en el proceso de floculación. Instituto Tecnológico de costa Rica. Escuela de Química.

Se evaluó la tecnología de inmovilización en un lodo proveniente del tratamiento del agua residual del proceso de electrodeposición de cromo y níquel sobre cobre; dos reactivos químicos vencidos de metales tóxicos (plomo y cadmio); y dos residuos sólidos resultantes del tratamiento de desechos líquidos del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Para la inmovilización de un lodo proveniente del tratamiento del agua residual del proceso de electrodeposición de cromo y níquel sobre cobre de la empresa Prolex S. A., se evaluó la eficacia de tres tipos de materiales cementantes: cemento Pórtland / carbonato de calcio (50/50 y 75/25); y cemento Pórtland/puzolana (85/15). Con el fin de determinar si el lodo se puede disponer en un relleno sanitario, se determinaron las características toxicas de lixiviación del lodo mediante el método Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP), determinándose que los niveles de lixiviación del níquel están por encima de la norma nacional. Se encontró que todos los cementos logran la inmovilización satisfactoria del níquel, pero la mezcla cemento Pórtland/puzolana (85/15) presenta las mejores resistencias mecánicas para la disposición del material tratado en un relleno sanitario; por lo tanto es la más recomendable para el tratamiento. Este tipo de material cementante también se evaluó a nivel piloto, utilizando una mezcladora del tipo empleado en construcción. La resistencia mecánica del material así preparado está cuatro veces por encima de la formulación que utilizaba la empresa Prolex S. A., que incluye un aditivo importado, cemento convencional y piedra. La tecnología de inmovilización también resultó satisfactoria en el tratamiento de reactivos vencidos de metales tóxicos (plomo y cadmio). En este caso, los cementos convencional, Pórtland y Pórtland con puzolanas fueron eficaces al inmovilizar acetato de cadmio en un 11% y acetato de plomo en un 6% del total. Al tratar acetato de plomo en un 15%, fue posible la inmovilización del plomo hasta en un 15%. En estos experimentos se utilizó arena como agregado en un 65% y se esperaría que al evitar el uso de la arena la cantidad de material por inmovilizar sea mayor.

El manejo apropiado de los desechos peligrosos es un problema poco abordado en la gestión de residuos en el país. En este estudio se realizó una búsqueda de información disponible en cuanto a la generación y manejo a nivel interno y externo de los desechos peligrosos por parte de las industrias nacionales. Además, se trabajó con once empresas de diferentes tipos de actividades industriales para, mediante un cuestionario, entrevistas y visitas, determinar el grado de manejo integral y adecuado de los desechos que generan. Se determinó que existensolamente algunos informes aislados sobre la generación de desechos industriales peligrosos y su manejo. También, resultó imposible determinar la cantidad total dedesechos generados en el país.Las empresas consultadas presentaron deficiencias en todas las etapas del manejo de sus desechos, a saber: generación, acumulación y almacenamiento, transporte, tratamiento y disposición final. La falta de conocimiento de la legislación y del manejo apropiado de los desechos se presentó como la principal causa del mal manejo de los residuos. Pero, también, fue evidente la falta de entidades estatales o privadas encargadas de dar servicios dealmacenamiento, transporte, tratamiento y disposición final de desechos peligrosos en el país.

En nuestro país existe muy poca información sobre la cantidad de desechos peligrosos generados. No obstante, tomando en cuenta la cantidad de materiales peligrosos que se producen o importan, es claro que en el país el problema de los desechos peligrosos se debe considerar más seriamente. En especial, si se considera que en el país no existe una política e infraestructura apropiada para el manejo y tratamiento de los desechos peligrosos.Actualmente, en el país se realiza el tratamiento térmico de ciertos desechos (en la cementera), se exportan algunos desechos (según Convenio Basilea) y se permite la disposición en áreas especiales de los rellenos sanitarios de desechos ordinarios (Araya, 2002; Informe de la Nación; Ministerio de Salud y Organización Panamericana de la Salud [OPS/OMS], 1999). Es evidente que es necesario el desarrollo de una tecnología que permita el tratamiento efectivo de desechos peligrosos de una manera fácil y de bajo costo. La inmovilización resulta la tecnología más prometedora en estos aspectos; por lo tanto, se requiere desarrollar dicha tecnología en el país, aprovechando las ventajas que ofrece esta técnica y los recursos disponibles en el país. Actualmente, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, mediante el Laboratorio de Desechos Peligrosos, está desarrollando la metodología de inmovilización en algunos lodos residuales con metales pesados procedentes de procesos industriales y de laboratorios.