Análisis de sostenibilidad ambiental del relleno sanitario Doña Juana (Bogotá - Colombia), a través de la metodología IICA para la estimación de huella hídrica.
Environmental sustainability analysis of the Doña Juana landfill (Bogotá - Colombia), through the IICA methodology for estimating the water footprint.
Andrés Herrera-Aguilar1, Rafael Prieto-Ramírez2, Yennifer García-M.3
1 Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos - UAESP, Bogotá. Colombia. anheag@gmail.com;
2Secretaría de Planeación de Funza, Colombia. pneto.rafael@gmail.com; ]]>
3Programa de Maestría en Gestión de Cuencas Hidrográficas. Universidad Santo Tomas, Bogotá. Colombia. yennifergarcia@ustadistancia.edu.co
Recibido: 4 de febrero 2020
Aceptado: 25 de febrero 2020
Resumen: La presente investigación tuvo como objetivo, evaluar la sostenibilidad ambiental del relleno sanitario Doña Juana, ubicado en la cuenca del río Tunjuelo, con base en la Guía Metodológica para la Evaluación de la Huella Hídrica en Cuenca Hidrográfica (IICA, 2017) con adaptaciones a las condiciones locales. Dicha guía, plantea desarrollar análisis desde: i) la estimación de huella hídrica gris, y ii) el cálculo del índice de nivel de contaminación del agua - NCA.
La estimación de huella hídrica gris se adelantó mediante la toma de datos durante once meses del año 2016 de caudales (de efluentes y del cuerpo receptor) y concentraciones de 20 factores contaminantes (metales, metaloides y aspectos fisicoquímicos) Como resultado, el valor de la huella hídrica gris, para el tramo 2 del Tunjuelo fue de 826 695 m3mes-1.
En cuanto al NCA, (relación entre la huella hídrica gris total y la escorrentía real) el valor obtenido fue inferior a 1, lo que, según la guía, significa que el vertimiento de lixiviados del relleno al río Tunjuelo, para ese periodo y con las condiciones de caudales y concentraciones registradas, fue ambientalmente sostenible.
Finalmente, esta investigación proporciona la base para analizar la aplicabilidad de la Metodología del IICA, cuyo objetivo es definir el grado de sostenibilidad ambiental de los vertederos, basado en un seguimiento constante y juicioso de los parámetros establecidos por las reglamentaciones y proporciona criterios técnicos para la planificación y gestión adecuada de los recursos hídricos.
]]> Palabras clave: río Tunjuelo, huella hídrica gris, relleno sanitario, Bogotá — Colombia, lixiviados, sostenibilidad ambiental.Abstract: The objective of this research was to evaluate the environmental sustainability of the Doña Juana sanitary landfill, located in the Tunjuelo river, based on the Methodological Guide for the Evaluation of the Water Footprint in the Hydrographic Basin (IICA, 2017) with adaptations to the local conditions. Said guide sets out to develop the analyzes from: i) the estimation of the gray water footprint, and ii) the calculation of the índex of the level of water contamination.
The estimation of the gray water footprint was advanced by taking data for eleven months of 2016 of flow rates (of effluents and the receiving body) and concentrations of 20 contaminating factors (metals, metalloids and physicochemical aspects). As a result, the value of the gray water footprint, for section 2 of the Tunjuelo was 826,695 m3 month-1.
Regarding the index of the level of water contamination, (relation between the total gray water footprint and the real runoff) the value obtained was less than 1, which according to the guide, which means the discharge of leachate from the landfill to the Tunjuelo river , for that period and with the flow conditions and variables registered, it was environmentally sustainable.
Finally, this research provides the basis for analyzing the applicability of the IICA Methodology, which is intended to define the degree of environmental sustainability of landfills, based on a constant and judicious follow-up of the parameters established by regulations and provides technical criteria for planning and adequate management of water resources.
Keywords: Tunjuelo River, gray water footprint, landfill, Bogotá-Colombia, leachates, environmental sustainability
1 Introducción
Para la ciudad de Bogotá, capital de Colombia, y algunos municipios aledaños, el relleno sanitario Doña Juana es la principal estrategia para la gestión de residuos sólidos, el cual viene funcionando desde 1988; generando desde su diaria operación, impactos en el ambiente, incluido el vertimiento de lixiviados al tramo 2 de la cuenca del río Tunjuelo.
]]> Los procedimientos utilizados actualmente para evaluar sostenibilidad ambiental desde un enfoque de huella hídrica, no existen en el relleno sanitario Doña Juana. A la fecha, solo se procede con la consolidación de reportes de los análisis de laboratorios realizados a los vertimientos. Se carece de un enfoque que promueva y apoye el uso sostenible del recurso hídrico a través de información transparente y completa (construcción de indicadores),En el año 2017, el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura IICA, desarrolló una guía metodológica para cálculo de huella hídrica en una cuenca hidrográfica. La metodología consta de cuatro fases: Definición de objetivos, contabilidad de huella hídrica, análisis de sostenibilidad y formulación de estrategias de respuesta para la gestión de la huella hídrica.
Esta investigación se constituye en una herramienta importante para definir la aplicabilidad de la Metodología IICA, en el análisis de sostenibilidad ambiental del relleno sanitario, siendo uno de los actores más impactantes del tramo 2 la cuenca hidrográfica del río Tunjuelo.
2 Planteamiento del problema
La disposición adecuada de residuos sólidos, domésticos y de actividades productivas, es uno de los retos más importantes para afrontar el crecimiento poblacional, lo que ha llevado a la implementación de los rellenos sanitarios manejados técnicamente, con el fin de mitigar su impacto en el entorno, y lograr una actividad sostenible en términos ambientales (CONPES 3874, 2016).
En la ciudad de Bogotá existe el relleno sanitario Doña Juana - RSDJ, único vertedero de los residuos de la ciudad y seis municipios aledaños, ubicado en el cerro tutelar de Doña Juana, entre los sectores de Mochuelo Alto y Mochuelo Bajo, tramo 2 de la cuenca del rio Tunjuelo; en la localidad de Ciudad Bolívar, al sur occidente de la capital (GENIVAR, 2013).
Estudios realizados por la administración distrital, calculan que, en el 2017, el sector residencial y comercial de la ciudad de Bogotá genero un total de 6.868 toneladas diarias de residuos, los cuales fueron conducidos al relleno Doña Juana (UAESP, 2017). A pesar de que hoy la alternativa de disposición final de residuos solidos más utilizada son los rellenos sanitarios, debido a su fácil implementación y al manejo masivo de desperdicios, estos generan un impacto ambiental negativo sobre los diferentes medios físicos, bióticos y sociales (Muñoz y Sánchez, 2013)
Una problemática plenamente identificada en la operación del relleno sanitario se relaciona con la generación de lixiviados, impacto que regularmente es objeto de inspección y vigilancia por las autoridades ambientales competentes y por las entidades encargadas de velar por la operación del relleno. (Méndez et al., 2004)
]]> 3 Objetivo
Evaluar la sostenibilidad ambiental del relleno sanitario Doña Juana, ubicado en la cuenca del río Tunjuelo, con base en la Guía Metodológica para la Evaluación de la Huella Hídrica en Cuenca Hidrográfica (IICA, 2017) con adaptaciones a las condiciones locales.
4 Sustento Teórico
Un avance importante enfocado a la sistematización y estandarización de la huella hídrica se dio en el año de 2014, cuando la Organización Internacional de Estandarización -ISO (en inglés, International Organization for Standardization)- desarrolló la ISO 14046 "Gestión Ambiental- Huella de agua- Principios, requisitos y directrices". Esta norma se destaca como una opción metodológica para evaluar el impacto potencial de productos, servicios u organizaciones al agua de manera integral, ya que toma en cuenta tanto la cantidad como la calidad del agua y un enfoque de ciclo de vida. La Metodología ISO 14046 cuenta con cuatro fases: i) definición del objetivo y el alcance, ii) análisis del inventario de la huella de agua, iii) evaluación del impacto de la huella de agua e iv) interpretación de resultados.
La ISO 14046, huella de agua, es una metodología paralela a la metodología IICA, la diferencia principal, es que la propuesta de huella hídrica tiene el contexto enfocado a un área geográficamente delimitada, definida por el relieve, como lo es una cuenca hidrográfica (Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura-IICA, 2017).
Por otra parte, la sostenibilidad ambiental es un concepto que ha sido aplicado en mayor medida a nivel regional y nacional, pero poco usado a nivel local (Mapar et al., 2017). No obstante, actualmente la presión social ha hecho que los gobiernos trabajen en la implementación de principios y metas sostenibles a nivel local, incluyendo ciudades bajas en carbono, resilientes al clima, eficientes en el uso del agua y en el manejo de residuos (Mapar et al., 2017). Este último, constituye uno de los desafíos más importantes para la gestión local dirigida a la sostenibilidad ambiental, pues es la externalidad que evidencia en gran medida el desequilibrio en la relación hombre-naturaleza desde el punto de vista sistémico (Castro, 2014). Y en los últimos años, por hacer parte integral del enfoque de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible, aprobada en septiembre de 2015 por la Asamblea General de las Naciones Unidas, la cual establece una visión de cambio hacia la sostenibilidad económica, social y ambiental de los países que la suscribieron, entre ellos Colombia, y que es la guía de referencia para el trabajo para los próximos 15 años (CEPAL, 2016).
5 Metodología
La investigación se desarrolló en el Relleno Sanitario Doña Juana (RSDJ), localizado al costado sur- occidental de la ciudad de Bogotá (Figura 1), en la Localidad de Ciudad Bolívar, en inmediaciones de la vereda Mochuelo Alto y Mochuelo Bajo, entre los 2.715 y 2.800 m.s.n.m., cuenca media del río Tunjuelo, en el tramo 2 del río (Quintero Torres, 2016).
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Se abordó el enfoque de evaluación de huella hídrica gris, planteado por el Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura IICA. Se trabajó con la serie de mediciones más completa, relacionada con la concentración de sustancias contaminantes, con la que cuenta la Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos - UAESP, correspondiente al año 2016, exceptuando el mes de noviembre.
El ejercicio desarrollado plantea un escenario o "imagen" de la situación de huella hídrica gris para ese periodo, que no necesariamente refleja la situación actual. Es importante tener en cuenta que los contaminantes de interés no corresponden al total de los requeridos por el marco legal actual.
5.1 Análisis de sostenibilidad ambiental
5.1.1 Contabilidad de huella hídrica gris.
De acuerdo con lo planteado por la Guía Metodológica para la Evaluación de la Huella Hídrica en una Cuenca Hidrográfica (IICA, 2017), se llevó a cabo el cálculo de huella hídrica gris, a partir de la siguiente ecuación:
Donde:
| HHproc, gris | Huella gris de un proceso específico o de un contaminante específico. Es el volumen teórico de agua dulce, en m3 mes-1, que se requiere para la asimilación de un contaminante crítico determinado, en un cuerpo de agua receptor de agua gris, que en este caso es el tramo 2 del río Tunjuelo. |
| L | Carga de contaminante. Se trata de la carga de contaminante que se genera en el proceso y que llega al curso de agua receptor, expresado en kg m3-1. |
| Cmax | ]]> Norma ambiental para cada contaminante objeto de estudio. Se refiere a la concentración máxima permitida para cada contaminante en el agua, y se expresa en kg m3-1. |
| Cnat | Concentración natural del contaminante en el agua. Es la concentración del contaminante que tendría el cuerpo de agua, sin ningún tipo de intervención humana. Se expresa en kg m3-1 |
| Efl | Caudal del efluente expresado en m3 mes-1. |
| Cefl | Concentración del contaminante de interés en el efluente, expresado en kg m3-1. |
| Extr | Caudal del agua extraída del cuerpo de agua para el desarrollo del proceso de tratamiento de residuos, en m3 mes-1. |
| Creal | Concentración real del contaminante en el agua extraída para el desarrollo del proceso de tratamiento de residuos, expresado en m3 mes-1 |
5.1.2 índice de nivel de contaminación del agua
El Índice de contaminación del agua (NCA) que corresponde a la relación entre la huella hídrica gris total (HHproc,gris) y la escorrentía real (Rreal) (IICA, 2017). Este índice finalmente mide la capacidad real de una cuenca o zona de captación, de asimilar una carga contaminante, en función de la escorrentía disponible. El NCA se expresa de la siguiente manera:
Ecuación 2: índice de nivel de contaminación del agua NCA
Cuando el índice NCA es mayor a 1, se considera que la actividad analizada mediante cálculo de huella hídrica gris es ambientalmente insostenible y que la capacidad de asimilación del cuerpo receptor ha sido totalmente consumida o incluso sobrepasada.
Con el fin de aportar al análisis del índice NCA, se calculó con tres grupos de datos, correspondientes a los valores mínimos, promedio y máximos de huella hídrica gris total.
]]> 5.2 Parámetros de ReferenciaLos parámetros que definen las concentraciones máximas permisibles, y las sustancias contaminantes objeto de medición a nivel nacional, son la base de comparación para un análisis simple de la gestión de lixiviados, y son suministrados por las siguientes disposiciones legales:
• Resolución 166 de 2008 de la Corporación Autónoma de Cundinamarca CAR, "Por la cual se modifica la Resolución No. 3358 de 1998, en lo relativo a la norma de vertimientos sobre el Río Tunjuelo".
• Resolución 3956 de 2009 de la Secretaría Distrital de Ambiente SDA, "Por la cual se establece la norma técnica, para el control y manejo de los vertimientos realizados a la red de alcantarillado público en el Distrito Capital".
• Resolución 631 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible MADS, "Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones".
Para definir el conjunto más adecuado e parámetros para aplicar en el estudio, se hizo una comparación de valores entre resoluciones, y se generó una combinación de parámetros, conformada por aquellos que presentaron menor valor, y que correspondieron a la información disponible en cuanto a las mediciones realizadas en el año 2016.
A continuación, se presenta el cuadro comparativo y los valores finales a utilizar para llevar a cabo el estudio (tabla 1):
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La Tabla 1 presenta el registro de las tres normas aplicables al seguimiento de vertimientos en el RSDJ.
5.3 Caudales del efluente y afluente o cuerpo receptor
Teniendo en cuenta que las mediciones a analizar corresponden al año 2016, y para efectos de cálculo, se tomó como caudal promedio del efluente para los meses revisados, un valor de 16 litros seg-1, y se consideró el registro de caudal promedio mensual del río Tunjuelo en su tramo 2, para el mismo año, el cual fue de 1 410 litros seg-1 (VSV Consulting SAS, 2017).
5.4 Ajustes metodológicos
Como se mencionó anteriormente, la huella hídrica gris de cada contaminante, así como su sumatoria total contaminante, se expresa en m3 mes-1, dada la frecuencia de medición y el caudal que se requiere para la interpretación final de los resultados, objeto de comparación con el caudal promedio anual que se registra en el tramo 2 del río Tunjuelo. Y para completar la homologación, los datos de concentración se convirtieron de mg l-1 a kg m3-1.
Para el caso del relleno sanitario Doña Juana, se encuentran condiciones particulares que afectan la aplicación de la fórmula de cálculo de huella hídrica gris, especialmente en dos variables:
Concentración Natural:
Esta variable hace alusión a la concentración de cada contaminante presente en el cuerpo de agua receptor, como si este no tuviera intervención humana. Al respecto se deben tener en cuenta lo siguiente: No hay disponibilidad de valores de concentración natural de los parámetros analizados, lo que también es reportado por Castillo & Rodríguez (2016), por lo cual se asume para este ejercicio teórico que el valor de concentraciones naturales es de cero.
Volumen de agua extraída:
]]> La ecuación plantea que esta variable corresponde al agua que utiliza un proceso, extraída del cuerpo de agua principal de la cuenca. En este caso, el relleno sanitario Doña Juana no hace extracción de agua del río Tunjuelo para desarrollar su proceso de tratamiento de residuos sólidos ordinarios, por lo que esta variable se manejó con un valor de cero.
6 Resultados
6.1 Cálculo de huella hídrica gris.
La huella hídrica gris calculada sobre el valor promedio de 20 parámetros, obtenidos de mediciones del año 2016 arrojó un total de 826 694,71 m3 mes-1, y está conformada por los valores individuales que se registran en la tabla 2
En la figura 3 se observa la huella hídrica gris por elemento, en la que se destacan con el valor más alto el manganeso (metal en transición), seguido de grasas y aceites (compuestos orgánicos) molibdeno, cadmio y hierro (metales en transición), en su orden.
6.2 Índice de nivel de contaminación del agua - NCA
En cuanto al cálculo de valores de NCA se obtuvo un valor mínimo de 0.05, promedio de 0.22 y máximo de 0.85 (figura 4).
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7 Análisis y discusión
7.1 Cálculo de huella hídrica gris.
El valor de huella hídrica gris de 826 694,71 m3 mes-1 significa que ese sería el volumen de agua dulce, necesario para asimilar la carga contaminante que vierte el Relleno Sanitario Doña Juana al tramo 2 del río Tunjuelo, en las condiciones de concentraciones y caudales de once meses del año 2016.
Si se tiene en cuenta que el caudal promedio registrado para ese mismo periodo del año 2016, del tramo 2 del río Tunjuelo fue de 1 410 litros seg-1, (VSV Consulting SAS, 2017), que corresponden a 3 705 480 m3 mes-1, la huella hídrica gris es menor que el caudal del afluente, por lo que el río Tunjuelo, estuvo en capacidad de asimilar la carga contaminante reportada.
7.2 Índice de nivel de contaminación del agua - NCA
El relleno sanitario Doña Juana, con datos del año 2016, presenta un índice NCA inferior a 1, lo cual, indica que el desarrollo de su actividad en ese periodo, fue sostenible, dentro de las condiciones de caudales y concentraciones analizadas.
Se hizo cálculo de NCA con valores mínimos, promedio y máximos de huella hídrica gris total, con el fin de reforzar el resultado y análisis de este indicador, teniendo en cuenta la variabilidad de los valores de las concentraciones reportadas en los factores contaminantes analizados.
Se observa proporcionalidad relacionada con la magnitud de los valores utilizados para calcular índice NCA. Sin embargo, en ninguno de los tres casos, el índice es mayor a 1, aunque el valor de NCA calculado a partir de huella hídrica gris sobre valores máximos, se acerca considerablemente.
]]> Es importante tener en cuenta que los valores de referencia usados para el estudio se basaron principalmente en las Resoluciones 166/2008 de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca - CAR y la 631/2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible - MADS, por ser las más exigentes en cuanto a valores máximos de concentración permitidos.Por lo tanto, se observa que el cálculo de huella hídrica gris y el análisis de sostenibilidad ambiental consiguiente, puede volverse tan dinámico, como sean dinámicas las disposiciones legales que definen los parámetros de concentración máxima permisible.
El análisis de sostenibilidad desde el enfoque de huella hídrica, como lo señala Tobasura (2008), debe constituirse en la base de la generación y adopción de políticas para mejorar la gestión del recurso hídrico, buscando reducir la tendencia de la "sustentabilidad débil" en la que se busca reemplazar el capital natural por capital elaborado por el ser humano, y hacer transición hacia la "sustentabilidad fuerte" que implica cambios sustanciales en paradigmas de consumo, apropiación de los recursos naturales y adaptación al entorno.
En línea con lo anterior, es importante trabajar en alternativas de análisis de sostenibilidad ambiental, económica y social, que hagan más énfasis en huella hídrica gris, y que realmente puedan ir en doble vía: hacia el contexto de cuenca y desde el contexto de actor o actividad, para llegar a desarrollar verdadera integralidad en el análisis y por consiguiente en la toma de decisiones para la gestión de la huella hídrica, tanto de la cuenca como de los actores y actividades.
La importancia de que se haga análisis de sostenibilidad del relleno sanitario Doña Juana, utilizando la metodología IICA, para cálculo de huella hídrica, se puede ver desde dos perspectivas: una desde el punto de vista de actividad de alto impacto sobre el recurso hídrico, que finalmente es resultado de asumir la carga residual de otras actividades tanto productivas como asociadas al sector residencial, ubicadas dentro y fuera de la cuenca del río Tunjuelo, y otra desde el punto de vista de contexto geográfico objeto de manejo y gestión como lo es la cuenca hidrográfica, que es susceptible de análisis de sostenibilidad, a partir del cálculo de las huellas hídricas de las actividades que se desarrollan en su territorio.
8 CONCLUSIONES
La evaluación de la sostenibilidad ambiental del relleno sanitario Doña Juana, ubicado en la cuenca del río Tunjuelo, con base en la Guía Metodológica para la Evaluación de la Huella Hídrica en Cuenca Hidrográfica (IICA, 2017) con ajustes en función de las condiciones locales, permite concluir que:
• Teóricamente se requirió un mínimo de 826 694,71 m3 mes-1, de agua dulce para asimilar la carga contaminante reportada para once meses del año 2016.
]]> • Teniendo en cuenta que el caudal promedio registrado para ese mismo periodo del año 2016, del tramo 2 del río Tunjuelo fue de 3 705 480 m3 mes-1 , y que la huella hídrica gris registró un valor menor al del caudal del cuerpo receptor (Tramo 2 del río Tunjuelo), estuvo en capacidad de asimilar la carga contaminante reportada.• El índice de nivel de contaminación del agua - NCA, para las condiciones analizadas en cuanto a tiempo, concentraciones de contaminantes y caudales, al arrojar un valor inferior a 1, en valores mínimos promedios y máximos, permite concluir que la actividad desarrollada en el relleno sanitario Doña Juana, fue ambientalmente sostenible.
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