INTRODUCCIÓN

Los niveles de contaminación reportados en Colombia han crecido notablemente durante los últimos años, particularmente en lo que concierne a la afectación de la calidad del agua, la cual manifiesta la presencia de contaminantes de material biodegradable, no bio­degradable, nutrientes, metales pesados y mercurio (IDEAM, 2014). Este fenómeno es provocado por dife­rentes actividades antrópicas.

Sin embargo, la mayor fuente contaminante está dada por las grandes descargas de lixiviados que ge­neran diariamente los rellenos sanitarios (en adelan­te RESA), situación que amenaza la sostenibilidad del recurso hídrico y pone en riesgo la salud de la pobla­ción. Según información del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), “los lixiviados son líqui­dos altamente contaminados, producto de la perco­lación de agua a través de los residuos en proceso de degradación” (Decreto 1713 de 2002).

En consecuencia, el vertimiento de lixiviados genera grandes impactos, tales como el desabastecimiento de la oferta hídrica disponible, esencial para mante­ner y conservar los ecosistemas fluviales y las necesi­dades de los usuarios (IDEAM, 2014). Por otro lado, se cuenta también como impacto la reducción del caudal ambiental, el cual, según el MADS (2010), es el cau­dal hídrico mínimo necesario para la supervivencia de los ecosistemas; además de considerar que “el acceso al agua potable es fundamental para la salud, es uno de los derechos humanos básicos y un componen­te de las políticas eficaces de protección de la salud” (OMS, 2011).

En relación con la calidad del agua de los ríos de Co­lombia, se evidencia que esta se ve afectada por la cantidad de fuentes contaminantes conectadas con los cuerpos de agua. Al respecto, una de las princi­pales fuentes de contaminación es el vertimiento de los lixiviados generados por los rellenos sanitarios, los cuales no cuentan con la capacidad necesaria para tra­tar la cantidad generada de dichos componentes. Por consiguiente, para determinar la calidad del agua y el cumplimiento con los límites máximos permisibles en sus componentes, impuestos por la ley, es necesario realizar un diagnóstico del tratamiento previo realiza­do al efluente. Para ello, se tienen en cuenta facto­res como el caudal tratado, el tipo y la configuración del tren de tratamiento, su localización y la tecnología que utiliza para su funcionamiento. Lo anterior tiene como objetivo llevar a cabo un análisis inicial de las plantas de tratamiento de lixiviados (PTL) que poseen la mayoría de los RESA.

A partir de lo anterior, resulta necesario identificar los factores que influyen en el funcionamiento de las PTL. Se puede inferir que la variabilidad climática es uno de estos factores. Parámetros como temperatura, al­tura, presión atmosférica, evapotranspiración y preci­pitación influyen en el proceso físico, químico o bioló­gico que realizan las plantas, puesto que contribuyen a incrementar la cantidad del lixiviado producido.

Como consecuencia de la descarga del lixiviado sin tratamiento, se evidencia impacto por contaminación de los cuerpos hídricos receptores, tanto superficiales como subterráneos (ríos, lagos, quebradas secas), una de las problemáticas actuales que mayores impactos negativos genera a escala global, amenazando la sos­tenibilidad del recurso hídrico y poniendo en riesgo la salud de la población. Teniendo en cuenta esta pro­blemática, se hace necesario realizar un análisis com­parativo del lixiviado generado en los principales RESA en Colombia, tal como pretende esta investigación.

MATERIALES Y MÉTODOS

Recopilación de información preliminar

Rellenos sanitarios en Colombia

Colombia es un país con una superficie total de 2.070.408 km², distribuidos en un área continental de 1.141.748 km² y un área marítima de 928.660 km² (IGAC, 2018). En términos de cantidad de agua que flu­ye por unidad de área en la nación, el país cuenta con el doble del rendimiento promedio de Latinoamérica, estimado en 21 l/s-km2 (IDEAM, 2014). Colombia se encuentra dividida en 5 regiones naturales y en 32 de­partamentos, en el ámbito administrativo. En estos 32 departamentos se dispone aproximadamente de 11,6 toneladas de residuos sólidos (rs) (MAVDT, 2016), los cuales son producidos diariamente por 41.468.384 habitantes (DANE, 2005).

De acuerdo con información de la Superintenden­cia de Servicios Públicos Domiciliarios (Superservi­cios), el país cuenta con 144 rellenos sanitarios auto­rizados para la disposición de RS. La figura 1 ilustra la ubicación geográfica de RESA en Colombia (Superser­vicios, 2017), los cuales se encuentran agrupados en determinadas regiones, por lo que, según la Superser­vicios, algunas zonas del país carecen de este servicio. Teniendo en cuenta lo anterior, en la figura 2 se pre­senta el porcentaje de RESA en Colombia por regio­nes naturales; información recopilada a partir de da­tos recuperados de la Superservicios (2017). Los RESA en Colombia se encuentran ubicados principalmente en la región Andina (66,9 %), seguida de la región Ca­ribe (11,5 %), Orinoquía (8,10 %), Pacífica (8,10 %) y Amazonía (4,7 %). Por su parte, la figura 3 da cuenta de la cantidad de RS generados en cada una de estas regiones del país.

Figura 1
Ubicación geográfica de resa en Colombia
Fuente: autores con información de IGAC, SIAC, IDEAM y Google earth.

Figura 2
Distribución de resa por región natural de Colombia
Fuente: elaboración propia.

Figura 3
Volumen de rs generados en las regiones naturales de Colombia (toneladas)
Fuente: elaboración propia.

Generación de lixiviados en los RESA de Colombia

Los lixiviados contienen altas concentraciones de con­taminantes orgánicos e inorgánicos, dentro de los que se cuentan ácidos húmicos, nutrientes y metales pe­sados (MP) como zinc, arsénico, cadmio, níquel cobre, plomo, aluminio, estaño, selenio y mercurio, entre otros (Cristancho-Montenegro, 2013), además de sa­les inorgánicas y agentes infecciosos (Hernández-Be­rriel et al., Lugo, 2012). No obstante, las caracterís­ticas fisicoquímicas de estos residuos líquidos varían de un lugar a otro, lo que hace necesario llevar a cabo estudios para cada caso particular (Álvarez-Contreras & Suárez-Gálvez, 2006). La generación de lixiviados y una mala operación en los RESA conducen a la emisión de olores desagradables y gases contaminantes, en especial metano; por ende la contaminación al recur­so hídrico por efecto de este vertimiento y un manejo deficiente de la cobertura de los residuos sólidos, la cual, a su vez, aumenta la generación de este líquido residual (Noguera & Olivero, 2010). La tabla 1 resume los principales parámetros de los lixiviados de un RESA de acuerdo con información suministrada en el traba­jo de Giraldo (2001).

Tabla 1
Variables de los parámetros según el tipo de lixiviado

Fuente: autores con información de Giraldo (2001) y Torres et al. (2014).

Depuración y clasificación de la información recolectada

Gracias a la información recolectada a través de fuen­tes bibliográficas, licitaciones, trabajos de grado y en­tidades reguladoras de cada departamento fue posi­ble seleccionar los principales RESA de Colombia. Para tal fin, se realizó un filtro en tres pautas: (i) el número de habitantes de los municipios que disponen sus re­siduos sólidos en RESA, según su licencia ambiental; (ii) la cantidad de toneladas mensuales recibidas por cada RESA; y (iii) el caudal de lixiviado generado. Teniendo en cuenta que el caudal oscila por efecto de la incidencia de factores climáticos, se dio mayor peso a las variables número de habitantes y toneladas generadas, puesto que estas no fluctúan de manera drástica en el tiempo. Esta información se relaciona en las tablas 2, 3 y 4.

Tabla 2
Número de habitantes de Colombia por región

Fuente: elaboración propia con información de Municipios Colombia (2019).

Tabla 3
Toneladas de residuos por mes generadas en Colombia por región

Fuente: elaboración propia con información de Superservicios (2017).

Tabla 4
Caudal de lixiviado generado en las Regiones en Colombia

Fuente: elaboración propia con información de Superservicios (2017).

Paso seguido, con base en las variables habitantes y toneladas, las cuales son las de mayor peso (tonela­das dispuestas mensualmente y número de habitan­tes que disponen los residuos), se procedió a seleccio­nar los RESA más representativos del país, consideran­do que pueden ser también los que mayor impacto podrían estar generando. Por ende, se continuó reali­zando la comparación de los tres parámetros: número de habitantes, toneladas y caudal.

Con la información en la tabla 4 se puede evidenciar los caudales promedio de lixiviado generado en las regio­nes naturales en Colombia, los cuales van desde 0,004 hasta 2 l/s. Es pertinente mencionar que dicho caudal puede variar en función de las precipitaciones hídricas y la temperatura, teniendo en cuenta que estas varia­bles pueden modificar las características fisicoquímicas y biológicas del lixiviado (Segovia Aseo, 2013).

Tratamiento de lixiviados en Colombia

En Colombia se manejan diferentes tipos de trata­mientos para los lixiviados con el objetivo de dismi­nuir las concentraciones de sus contaminantes, dar cumplimiento a la normatividad vigente y reducir sus impactos sobre recurso hídrico. Los diferentes trata­mientos que se emplean en los RESA de Colombia se reflejan en la figura 4.

Figura 4
Tipos de tratamientos de lixiviados en los RESA de Colombia y su porcentaje de aplicación
Fuente: elaboración propia con información de Superservicios (2017).

DIAGNÓSTICO DE LOS RELLENOS SANITARIOS EN COLOMBIA

Rellenos sanitarios seleccionados para evaluación

Los RESA más representativos del territorio nacional, según se consideró en este estudio, pertenecen a las principales ciudades del país, en las cuales se cuen­ta con un mayor número de habitantes que disponen de residuos sólidos. Por ende, estos RESA reciben una mayor cantidad de toneladas de residuos por mes y generan un volumen significativo de caudal de lixivia­dos, el cual se vierte a los recursos hídricos, como se evidencia en la tabla 5.

Tabla 5
Principales RESA en Colombia

Fuente: elaboración propia con información del DANE (2005).

La mayoría de los RESA a evaluar se encuentran ubi­cados en la región andina del país debido a que allí se concentran importantes ciudades y la mayor parte de las actividades económicas, producto del acceso a vías. La concentración de los sistemas de recolección de basuras en esta región ocasiona una mayor gene­ración de residuos sólidos en comparación con otras zonas del país, como se evidencia en la figura 5.

Figura 5
Ubicación de los 17 RESA principales de Colombia
Fuente: elaboración propia con información de IGAC, SIAC, IDEAM y Google earth.

Habitantes, toneladas y caudal generado

Estos RESA cuentan con una cantidad representativa de habitantes que depositan sus residuos en ellos, por ende, generan mayor número de toneladas de resi­duos sólidos al mes. La figura 6 presenta la cantidad de habitantes que disponen sus RS en los RESA eva­luados. Estos valores tienen amplias variaciones en algunos casos, en especial los rellenos Doña Juana, La Pradera, Regional Presidente y El Guabal, donde la mayoría de los habitantes de Colombia disponen sus residuos debido a la cercanía de estos RESA con las ciudades con mayores rangos de población.

Figura 6
Número de usuarios de los RESA a estudiar
Fuente: elaboración propia con información de Municipios Colombia (2019).

En la figura 7 se observa que en el RESA Doña Juana se disponen 188.384 t/mes de RS, un valor significativo en comparación con los demás RESA. Así mismo, los rellenos La Pradera y el Guabal reciben gran cantidad de residuos sólidos al mes, lo que ocasiona la gene­ración de un gran volumen de lixiviados. La figura 8 permite observar el volumen del caudal del lixiviado (l/s) generado en cada RESA, evidenciando que la ma­yor generación del líquido se da en los rellenos Los Pocitos, La Glorita y Doña Juana, superando la cifra de 8 l/s; este valor puede variar de acuerdo con las con­diciones climáticas y diversos factores que afectan la generación del lixiviado.

Figura 7
Toneladas de residuos que ingresan a los RESA a evaluar
Fuente: elaboración propia con información de Superservicios (2017).

Figura 8
Caudal (Q) de lixiviados de los RESA a evaluar
Fuente: elaboración propia con información de Superservicios (2017).

Tratamiento de lixiviados a evaluar en los 17 RESA seleccionados

De acuerdo con la información recopilada en este tra­bajo, en los 17 rellenos seleccionados predominan los tratamientos de tipo anaerobio y la recirculación, como se muestra en la tabla 6.

Tabla 6
Tratamiento de lixiviados utilizado en los rellenos a estudiar

Fuente: elaboración propia.

Teniendo en cuenta la información en la tabla 6, se aclara que algunos RESA generan poco caudal de lixi­viados por la cantidad de residuos sólidos para dis­poner, entre otros factores, por lo cual, según la operación del relleno, se utiliza el proceso de recir­culación de residuos sólidos en la misma zona de disposición. Esta actividad transforma al RESA en un biorreactor para tratar el efluente, reduciendo sig­nificativamente tanto el DBO como los metales pe­sados. No obstante, este proceso tiene desventajas, tales como la desestabilización del terreno, la acu­mulación de lixiviados y el aumento de la generación de biogás, para lo cual se tienen que tomar medi­das adicionales; por ejemplo, el control del caudal y chimeneas (López-Vega, 2017). Vale la pena mencio­nar que en algunos rellenos (como Doña Juana) está totalmente prohibido realizar esta actividad debido al evento de deslizamiento que ocurrió en 1997 en el RESA Doña Juana, en la ciudad de Bogotá, y en función de la licencia ambiental que opere. De modo que para este estudio se descartarán los RESA que realizan re­circulación, puesto que no generan impacto al recur­so hídrico por no realizar vertimiento. A partir de lo anterior, solo se estudiarán los rellenos los Ángeles y Guayabal debido a que cuentan con laguna de evapo­ración como pretratamiento adicional.

CLASIFICACIÓN DE RESIDUOS QUE SE DISPONEN EN LOS RESA

Residuos sólidos

Los RESA reciben diariamente residuos sólidos, los cuales se consideran “como cualquier objeto, mate­rial, sustancia o elemento, principalmente sólido, re­sultante del consumo o uso de un bien en actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales o de servicios, que el generador presenta para su re­colección por parte de la empresa prestadora del ser­vicio público de aseo” (SIAC, 2013).

Figura 9
Porcentaje de RS dispuestos en los RESA a evaluar
Fuente: elaboración propia.

Factores ambientales que influyen en los lixiviados

Temperatura

Es primordial tener en cuenta la temperatura en el área de localización del lixiviado, puesto que esta afectará su generación. En la figura 10 se puede apre­ciar que de los 17 RESA la zona que presenta mayor temperatura es el departamento del Atlántico, donde se encuentra ubicado el relleno Los Pocitos, y la ciu­dad de Cartagena, donde se sitúa el Parque Ambiental Loma Grande.

Figura 10
Mapa de temperatura promedio y ubicación de los RESA evaluados
Fuente: elaboración propia con información de IGAC, SIAC, IDEAM y Google earth.

Precipitación

Debido a que un aumento o una disminución en la precipitación afecta la cantidad de lixiviado generado, se realizó un mapa de este elemento en el territorio nacional y los puntos de localización de los RESA. En la figura 11 se puede evidenciar la precipitación anual total, identificando que el RESA La Pradera se encuen­tra en una zona que tienen intervalos altos de precipi­tación. De igual modo, en la parte central del país se observa que la mayoría de los RESA cuenta con niveles similares de precipitación.

Figura 11
Mapa de precipitación anual y ubicación geográfica de los RESA evaluados
Fuente: elaboración propia con información de IGAC, SIAC, IDEAM y Google earth.

Impacto al recurso hídrico por el vertimiento de lixiviado

El Estudio Nacional del Agua realizado en 2014 dividió el área total del país en cinco regiones hidrográficas. Este trabajo señala que la oferta hídrica que abastece las cabeceras municipales se encuentra vulnerable al desabastecimiento (IDEAM, 2014). Así mismo, permite observar un deterioro en la calidad del recurso debi­do a vertimientos domésticos e industriales en las zo­nas aledañas a los principales RESA de Colombia, con lo cual se generan impactos ocasionados por el verti­miento de los lixiviados provenientes de tales verti­mientos. En la figura 12 se puede apreciar que los ríos Cauca y Magdalena son los efluentes más afectados por los RESA, situación que deriva de su cercanía con los afluentes de estos cuerpos de agua.

Figura 12
Mapa del recurso hídrico impactado por los RESA evaluados
Fuente: autores con información de IGAC, SIAC, IDEAM y Google earth.

ANÁLISIS DE LOS 17 RESA EVALUADOS

Con relación a los 17 RESA evaluados, se realizó un análisis para identificar las tecnologías utilizadas en el tratamiento de sus lixiviados, evaluando tanto el cumplimiento a nivel normativo como los impactos a nivel hídrico que generan en la actualidad. Final­mente, se evaluó y planteó la mejor alternativa para el tratamiento de lixiviados en Colombia, buscando así minimizar el impacto potencial de estos residuos al recurso hídrico.

Normatividad

El lixiviado presenta características que aumentan no­tablemente su toxicidad y dificultan su tratamiento: DQO, DBO, nitrógenos, sólidos suspendidos, pH y la presencia abundante de sustancias tóxicas como me­tales pesados, entre ellos, cadmio, cromo, hierro, plo­mo y mercurio. A fin de identificar el estado del lixivia­do generado en cada RESA evaluado, comparamos los parámetros de su última caracterización con la nor­matividad aplicable para vertimientos de lixiviados en Colombia, es decir, la Resolución 631 del 17 de marzo de 2015 y la Resolución 1074 de 1997 del DAMA. De esta manera, fue posible determinar el cumplimiento de los límites máximos permisibles.

Con respecto a los principales contaminantes, encon­tramos los metales pesados, que son, en general, per­judiciales para el ambiente y tóxicos para los seres hu­manos. Por esta razón, las concentraciones permiti­das en el agua de consumo humano por la legislación vigente son muy pequeñas. Los principales metales pesados presentes en la caracterización del lixiviado corresponden a: cadmio (Cd), cobre (Cu), cromo (Cr), níquel (Ni), mercurio (Hg) y plomo (Pb) (Ferré et al., Domingo, 2007). Según el análisis realizado en este trabajo, ninguno de los RESA evaluados cumple con la totalidad de los parámetros exigidos por la norma­tividad colombiana. Así mismo, en el caso de la Re­solución 0631 de 2015, se registra que ningún RESA evaluado cumple con los parámetros establecidos; es­pecíficamente, el relleno Regional Presidente supera los límites permisibles de Pb, Cu y Ni, mientras que el RESA Carrasco supera los límites de Ni.

Por otra parte, de acuerdo con lo establecido en la Re­solución 1074 de 1997, de los resa evaluados solo El Guabal, Nuevo Mondoñedo y La Esmeralda cumplen en su totalidad con los límites máximos permisibles. Sin embargo, nuevamente, el relleno Regional Presi­dente incumple dicha resolución, reportando niveles altos en metales como Cd, Cr, Ni y Pb.

Con respecto al pH, se observa que los RESA evalua­dos cumplen con las dos normativas aplicables y están dentro de un rango óptimo para el adecuado trata­miento de lixiviados. De esta comparación podemos afirmar que ninguno de los RESA evaluados cumple con el límite máximo permisible en parámetros de gran importancia para el tratamiento del lixiviado, ta­les como DQO, DBO5, sólidos suspendidos totales y Cd, Cu, Cr, Ni y Pb. Además, teniendo en cuenta las reso­luciones 631 del 2015 y 1074 de 1997, se observa que la segunda norma es un poco menos estricta en su regulación.

Tecnologías

Eficiencia

Para determinar la eficiencia de las tecnologías uti­lizadas para el tratamiento de lixiviados en los RESA evaluados se tienen en cuenta aspectos como los pa­rámetros de su última caracterización y los reportes bibliográficos, tras lo cual se obtienen tres grados de eficiencia: alto medio y bajo.

Los promedios de la caracterización de los 17 RESA evaluados para los parámetros, DQO, DBO, SST, nitró­geno amoniacal (NH3) y nitrógeno (N), divididos por el tipo de tratamiento efectuado, permiten obtener una comparación directa de la eficiencia de remoción de estos parámetros para cada uno de los tratamien­tos implementados.¹ Esta información permite llegar a las siguientes determinaciones:

• Todos los parámetros tratados por osmosis son menores a 300 mg/l, a excepción del DQO (1.371 mg/l), los cuales, comparados con los demás, son significativamente inferiores; esto refleja la efi­ciencia del tratamiento en la remoción de los pa­rámetros.

  Según los datos obtenidos, la recirculación no es efectiva en la remoción de DBO, DQO, SST y N.

  Al comparar la eficiencia, se evidencia que los tra­tamientos aerobio, anaerobio, la recirculación y sin tratamiento, reflejan niveles altos en DQO y SST. Así mismo, estos tratamientos superan los 4.500 mg/l en DQO.

En la tabla 7 se observan los promedios de la caracte­rización de los principales metales presentes en los 17 RESA evaluados, divididos por el tipo de tratamiento efectuado. Con el objetivo de comparar su eficiencia, teniendo en cuenta que estos parámetros son difíciles de remover en virtud de su toxicidad, se llega a las si­guientes determinaciones:

• El níquel en los tratamientos anaerobios y elec­troflox están por encima de 0,5 mg/l.

  El tratamiento de electroflox no es eficiente para la remoción de estos metales, de acuerdo con los elevados promedios reportados.

  El tratamiento de osmosis inversa mantiene los metales en un intervalo de 0,001 y 0,101 mg/l,demostrando que tiene la eficiencia necesaria para tratar contaminantes.

  En los tratamientos anaerobios, electroflox y recirculación,el cromo supera el nivel de 0,101mg/l. En contraste, en el tratamiento osmosis inversa está muy por debajo de este límite.

Tabla 7
Eficiencia de los tratamientos para el lixiviado

Nota: la tabla se obtuvo con base en la bibliografía relacionada y con los datos de las figuras anteriores, en donde se determinó la eficiencia para la remoción de cada parámetro según este estudio.

Fuente: elaboración propia con información de Salazar-Gámez y Saavedra-Antolínez (2009).

En definitiva, escoger el tipo de tecnología para de­terminado tratamiento depende de las características del lixiviado y de los requerimientos normativos de cada población (Giraldo & Soler, 2008).

Afectación del lixiviado según la edad

Los valores obtenidos pueden sufrir variaciones debi­do al tiempo de apertura del relleno y la cantidad de toneladas depositadas en él. Esta relación es de suma importancia en la definición del sistema de tratamien­to a seguir para la depuración de estos líquidos. Así, para lixiviados jóvenes, como primera etapa de tra­tamiento siempre será recomendable pensar en sis­temas biológicos, mientras que para un lixiviado vie­jo, dada su baja biodegradabilidad, los procesos fisicoquímicos se convierten en la mejor opción (Náje­ra-Aguilar, 2007).

A partir de los datos en la tabla 8, se puede observar que los RESA El Guabal y El Carrasco están próximos al final de su vida útil para la disposición final de residuos en la zona licenciada. De igual manera, se puede evi­denciar que los RESA evaluados tienen un tiempo de operación mayor a 10 años, lo que facilita el tratamien­to de sus lixiviados gracias a que las concentraciones de contaminantes han disminuido durante este período.

Tabla 8
Vida útil de los rellenos a estudiar

Fuente: elaboración propia.

Influencia en el lixiviado de los 17 RESA por los factores ambientales

Temperatura

La temperatura del área de ubicación de cada RESA es primordial debido a que a mayor temperatura será más rápida la degradación de la materia orgánica, lo que produce un caudal superior de lixiviados. Como se observa en la figura 10, únicamente los RESA Los Pocitos, Regional Presidente y Loma Grande se en­cuentran ubicados en zonas de temperaturas su­periores a 25 °C. Los demás RESA se encuentran en zonas tropicales donde la temperatura promedio es de 20 °C, lo que facilita el tratamiento, teniendo en cuenta que esta temperatura es favorable para el adecuado desarrollo de los procesos anaerobios (Barba et al., 2010).

Precipitación

Las variaciones en el caudal del lixiviado a tratar es­tán asociadas con la cantidad de lluvia. En este caso particular, observamos que los RESA evaluados se en­cuentran ubicados en zonas de precipitación de 1.500 a 2.000 mm anuales (rango medio-bajo), lo que bene­ficia el tratamiento de los RESA debido a que si estos cuentan con un recubrimiento diario tendrán un cau­dal casi fijo, sin tantas oscilaciones.

Impactos al recurso hídrico

El agua es de vital importancia para la existencia de la vida en el planeta. Al mismo tiempo, el recurso hí­drico tiene grandes repercusiones en las industrias, el desarrollo económico, la seguridad energética y el transporte. Su reducción o la pérdida de su calidad podrían generar graves dificultades en términos eco­nómicos, sociales, políticos, ambientales y de salud pública (Otálora-Gómez et al., 2011). Por tal motivo, en el presente trabajo se reseña el impacto ambiental generado como consecuencia del tratamiento de lixi­viados provenientes de RESA que son vertidos en las fuentes hídricas.

Fuentes hídricas afectadas

Usualmente se considera el tipo y el nivel de trata­miento alcanzado al momento de verter el efluen­te del sistema de tratamiento de lixiviados en los cuerpos de agua, tanto subterránea como superfi­cial, para lo cual es necesario contar con un permi­so de vertimiento que condiciona los requisitos y lí­mites máximos permisibles de los parámetros del lí­quido (MAVDT, 2005). En la tabla 9 se puede observar cuáles de los 17 RESA evaluados cuentan con permiso de vertimiento, cuáles realizan vertimiento y cuál es su principal afluente.

Tabla 9
Vertimientos de los RESA evaluados

Fuente: elaboración propia con información de PGIRS municipales.

Como se evidencia en la tabla 9, los RESA Nuevo Mon­doñedo, Guayabal y Los Ángeles no cuentan con per­miso de vertimiento. Sin embargo, es de aclarar que no lo requieren debido a que en ellos se realiza la re­circulación del lixiviado, evitando que el líquido llegue a las fuentes hídricas. De otro lado, existen casos par­ticulares, como el RESA La Pradera, donde se realiza vertimiento del lixiviado y no se reporta permiso de vertimientos. De acuerdo con la información analiza­da en esta investigación, los ríos Magdalena, Orino­co, Cauca y Amazonas son los principales afluentes de los lixiviados vertidos por los RESA evaluados; al­gunas de sus principales características se presentan en la tabla 9.

Como se observa en la figura 12, el Río Magdalena destaca por su importancia en actividades producti­vas como la agricultura, explotación minera, genera­ción eléctrica y, sobre todo, porque en este cuerpo de agua se vierten 5 de los RESA evaluados en este estu­dio. La contaminación en las aguas del país afecta a cerca de 17,5 millones de personas que se encuentran ubicadas en las regiones aledañas a los ríos Magdale­na y Cauca y el Caribe colombiano, en las cuales se re­portan 756.945 toneladas de materia orgánica prove­nientes de las grandes zonas urbanas del país que son depositadas en los RESA que reciben mayor cantidad de toneladas por mes. Esta situación afecta el Índice de Riesgo de Calidad de Agua (IRCA), el cual determina si el agua es apta para el consumo humano, teniendo en cuenta que estos importantes efluentes son utili­zados para sistemas de riego y el consumo doméstico (Puentes, 2017).

A partir de lo anterior, se explica por qué el Río Magda­lena es considerado como el río con mayores niveles de contaminación en Colombia, según datos reporta­dos por entes de control, hecho que genera grandes impactos al recurso hídrico nacional, pues el Magda­lena es uno de los cuerpos de agua más importantes del país al ser el río interandino más largo del mundo, una de la grandes vías fluviales colombianas, alber­gar fuentes hidroeléctricas, servir de sustento para el consumo humano y la pesca, alojar el 53 % de los em­balses del país en sus cuencas alta y media, contener 38 % de los puntos de agua subterránea y concentrar 55,8 % de la demanda hídrica nacional para la agricultura (cuenca Magdalena-Cauca) (SDA, 2018).

Contaminantes que impactan al recurso hídrico

Existen metales necesarios para la vida en bajas pro­porciones, tales como el hierro, el manganeso, el co­bre y el cinc, entre otros. De igual manera, hay otros metales que no reportan efectos beneficiosos para los seres vivos y que, por el contrario, son tóxicos (aun en pequeñas cantidades), como en el caso del mercurio, el cadmio y el plomo (Izquierdo, 1988). Con base en el porcentaje de incumplimiento de los lixiviados en comparación con la norma, se puede observar los me­tales que no están dentro de los parámetros estipula­dos, los cuales se describen a continuación.

Cadmio

Su exposición puede generar anemia, disfunción re­nal, cálculos renales, osteoporosis, osteomalacia, trastornos respiratorios, hipertensión, trastornos ner­viosos, pérdida de peso y apetito, cáncer de próstata y pulmón. Por otro lado, este elemento no es esencial para plantas y animales. Por tal motivo, la Organiza­ción de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, en inglés) recomienda un nivel máxi­mo para cadmio en aguas de riego de 10 μg/L (Londo­ño-Franco et al., 2016).

Cromo

Es conocido por ocasionar varios problemas sobre la salud humana, tales como reacciones alérgicas, erup­ciones cutáneas, irritación y sangrado de la nariz y de­bilitamiento del sistema inmune, entre otros. Adicio­nalmente, este metal puede generar efectos negativos si las plantas lo absorben, además de ocasionar pro­blemas respiratorios en animales (Arauzo et al., 2003).

Plomo

Este elemento ocasiona afectaciones directas a dife­rentes órganos. En el cerebro, afecta el desarrollo y la capacidad mental de los niños. No es vital para las plantas y los animales. Además, es tóxico por ingestión y acumulativo en el cuerpo receptor (Poma, 2008).

Tabla 10
Recurso hídrico impactado por los 17 RESA evaluados

Fuente: elaboración propia con información del ENA 2014 (IDEAM, 2014).

MEJOR ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO

Al momento de elegir un tratamiento eficiente y ade­cuado para el manejo de lixiviados es necesario tener en cuenta características como el tiempo de produc­ción, la efectividad de remoción de DQO y DBO y los factores que afectan la generación del lixiviado. En la tabla 11 se hace una exposición de las principales tec­nologías existentes para el tratamiento de lixiviados, señalando sus ventajas y desventajas.

Tabla 11
Ventajas y desventajas de los tratamientos de lixiviados

Fuente: elaboración propia (2019).

Sintetizando la información presentada en la tabla 11, podemos afirmar que las membranas de osmosis in­versa son de alta eficiencia debido a que remueven virus, bacterias, iones divalentes y trabajan hasta pre­siones de 60 bares en módulos convencionales. Adi­cionalmente, este tratamiento es efectivo en la dis­minución de DQO, DBO5 y metales pesados, con una eficiencia de 66, 86, 5, 64 y 57 % frente a los sistemas anaerobios, recirculación, aerobio y electroflox, res­pectivamente. Sin embargo, teniendo en cuenta crite­rios como eficiencia, costos, mantenimiento y opera­ción, la osmosis inversa no se presenta como la mejor alternativa debido a sus altos costos de implementa­ción, operación y mantenimiento y una importante res­tricción de funcionamiento a RESA de bajos caudales.

Por lo anterior, para el tratamiento de lixiviados se sugiere la instalación de pondajes como sistema de amortiguamiento para todos los RESA que tengan un caudal superior a 3,5 l/s y alto contenido orgánico y de contaminantes tóxicos. Este tipo de sistemas pue­den adecuarse como sistemas biológicos para que las PTL puedan dar cumplimiento a la norma. Cabe men­cionar que este sistema es similar al que actualmente ha implementado el RESA Doña Juana como parte de su proceso de optimización.

De otro lado, se recomienda un tratamiento aerobio como el que maneja el RESA La Pradera, el cual refleja buenos porcentajes de eficiencia en comparación con los tratamientos anaerobio, recirculación y electro­flox. Adicionalmente, el tratamiento aerobio reporta ventajas como bajos costos de implementación, ope­ración y mantenimiento, simplicidad en su tecnología, alta eficiencia, baja cantidad de subproductos genera­dos en su proceso y una menor generación de gases efecto invernadero (Bernal & Meneses, 2017).

CONCLUSIONES

Existen 144 rellenos sanitarios en Colombia, los cuales se encuentran ubicados principalmente en la región Andina (66,9 %), seguida de la región Caribe (11,5 %), la Orinoquía (8, 10 %), la Pacífica (8,10 %) y la Amazo­nía (4,7 %). Para este estudio se seleccionaron 17 RESA a partir de parámetros como número de habitantes que disponen sus RS, cantidad de toneladas recibidas y caudal de lixiviado generado. Se descartaron aque­llos RESA que realizan recirculación, obteniendo como objeto de estudio un total de 11 RESA: Doña Juana, La Pradera, El Guabal, Los Pocitos, El Carrasco, Regional Presidente, La Glorita, Parque Ecológico Reciclante, Antanas, La esmeralda y Nuevo Mondoñedo.

Se identifica que los RESA objeto de estudio realizan vertimientos al recurso hídrico, impactando cuerpos de agua de gran importancia como los ríos Magdale­na, Orinoco, Cauca y Amazonas. Estos vertimientos impactan a los cuerpos hídricos y a todo el ecosiste­ma de las zonas afectadas, generando problemas en la salud humana, la fauna y la flora producto del verti­miento de metales pesados como plomo (8 %), níquel (17 %), cromo (8 %), cadmio (17 %) y cobre (8 %), los cuales contienen grandes niveles de toxicidad y gene­ran bioacumulación en los cuerpos hídricos.

Según la normativa vigente para vertimientos puntua­les a cuerpos hídricos y sistemas de alcantarillado pú­blico (Resolución 0631 del 2015; Resolución 1074 de 1997 del DAMA), los RESA El Guabal y Nuevo Mondo­ñedo, ubicados en zonas de temperaturas entre 16 y 21 °C, cuentan con un caudal promedio de lixiviados de 0,5 l/s y un sistema de osmosis inversa como trata­miento del lixiviado generado, con lo cual dan cumpli­miento a los límites máximos permisibles. De acuer­do con lo anterior, las condiciones actuales del trata­miento de los lixiviados de estos dos RESA son adecua­das para garantizar el porcentaje de remoción de los parámetros DQO, DBO, SST y metales pesados (Cd, Cr, Cu, Hg y Pb), dado que el sistema de osmosis “filtra” partículas de hasta 0,001μ, los sólidos disueltos en el agua pasan a través de una membrana mediante la aplicación de una fuerza que excede la presión osmó­tica de los componentes, eliminando el 70 % de la to­xicidad existente (Roncancio-Parra, 2015).

Por su parte, los resa Doña Juana, La Pradera, Los Pocitos, El Carrasco, Regional Presidente, La Glorita, Parque Ecológico Reciclante, Antanas y La Esmeralda, con temperaturas entre 16 y 25 °C, reportan un cau­dal promedio de 4,89 l/s. Según este estudio y los da­tos de la caracterización reportados en los PGIRS mu­nicipales y de los entes de control, estos RESA se en­cuentran fuera del rango de los límites máximos per­misibles impuestos. Cabe aclarar que los tratamientos de lixiviados que presentan estos resa son: (i) sistema anaerobio (6 de ellos), el cual tiene la desventaja de generar fuertes olores y ser un proceso mucho más lento que el aerobio, además de que no cumple con la remoción de la mayoría de los contaminantes (este es implementado en los RESA más antiguos); (ii) sistema electroflox, que es un sistema de membranas a nivel experimental; y (iii) sistema aerobio, con el cual se ob­tienen buenos resultados en la eliminación de dqo y eficiencia en la eliminación de metales pesados.

De otro lado, se puede concluir que los RESA El Clavo, Loma de Cocos, Guayabal, Loma Grande, Praderas del Magdalena y Los Ángeles realizan recirculación, por lo tanto, no tienen vertimiento directo a los cuerpos de agua y no generan impacto ambiental. Lo anterior, con base en que su caudal promedio de 0,78l/s los convierte en los menores generadores del lixiviados, la cantidad de toneladas de rs que reciben es mucho menor que en otros RESA (22,36 t/mes) y que sus altas temperaturas (25-28 °C) conllevan a una evaporación acelerada mediante el proceso de aspersión o recir­culación.

Al momento de elegir la mejor tecnología para obte­ner un proceso óptimo en el tratamiento de lixiviados es necesario estimar las características de los resa, las cuales varían según las condiciones climáticas y los ti­pos de residuos sólidos que ingresan a cada uno. A partir de estas consideraciones, se evaluaron los tra­tamientos del lixiviado realizados en los RESA más re­presentativos de Colombia, lo que permitió concluir que el sistema de osmosis inversa reporta buenos rendimientos para la remoción de la mayoría de los contaminantes (en especial SST y metales pesados como Cb, Pb, Hg y Cr), como reportan los RESA Nuevo Mondoñedo y Guabal, con un cumplimiento de 100 % con relación a la normatividad. A pesar de ello, este tipo de tratamiento tiene las siguientes restricciones: opera de manera óptima con un caudal menor a 0,5 l/s y reporta altos costos de instalación, operación y manteamiento, afectando la relación costo-benefi­cio, puesto que sus procesos se colmatan muy rápi­damente, lo que conlleva a cambios continuos de sus filtros, excesos en la generación de los subproductos (biomasa) y la falta de algún tipo de tratamiento de disposición final.

Por último, y teniendo en cuenta lo expuesto anterior­mente, se sugiere como mejor alternativa para tratar los lixiviados de los RESA en Colombia que los ponda­jes deben ser parte fundamental de los sistemas de tratamiento de lixiviados en todos los rellenos, pues estos ayudan a minimizar las carga contaminante, ha­ciendo que esta sea fácilmente asimilada dentro de las plt, cuyos diseños de caudal son inferiores a lo que realmente se está generando, según lo observado en los rellenos que tiene este tipo de infraestructura. Adi­cionalmente, se sugiere que algunos de estos ponda­jes sean adaptados a procesos biológicos con un gra­do de retención mayor, con lo cual se busca minimizar aún más este tipo de contaminantes. Para finalizar, se sugiere que, de acuerdo con las características del lixi­viado de cada RESA, se implemente un proceso de afi­ne como la nano-filtración y/o ultrafiltración, sistemas de membranas que no son tan costosos y contribuyen a remover los demás contaminantes.

Según datos reportados por entes de control, se afir­ma que el Río Magdalena es el más contaminado del país, lo cual puede ser ocasionado por la conexión di­recta que tiene con el Río Bogotá o por los vertimien­tos de los RESA Doña Juana, La Pradera, El Guabal, El Carrasco, La esmeralda, La Glorita y Los Ángeles, que aportan un caudal promedio de 3,8 l/s de lixiviados con un contenido de 4.126,7 mg/l dqo, 20.716 mg/l dbo, 7.216,5 mg/l SST, 0,2 mg/l Cd, 0,7 mg/l Cu, 0,88 mg/l Cr, 0,002 mg/l Hg, 1,93 md/l Ni y 0,2 mg/l Pb, los cuales superan los límites permisibles e impactan di­rectamente al río con estas sustancias tóxicas (Procu­raduría General de la Nación, 2013).

Este panorama señala como “extremadamente grave” la contaminación de la principal arteria del país, ya que este cuerpo de agua tiene una influencia directa sobre más de la mitad de los municipios colombianos, es una de las grandes vías fluviales del país, alberga fuentes hidroeléctricas y sirve de sustento para el consumo humano, la pesca y la agricultura. Además, el 53 % de los embalses del país están distribuidos en la cuenca alta y media del río, 38 % de los puntos de agua subterránea se encuentran en sus cuencas y el 55,8 % de la demanda hídrica nacional para la agri­cultura se concentra en la cuenca Magdalena-Cauca.

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Notas