Cartagena de Indias, tras mejorar el tratamiento de sus aguas residuales, tuvo que hacer frente a consecuencias imprevistas como el aumento de la producción de gases y los olores ofensivos.
Para solucionarlo, la ciudad puso en marcha una estrategia de mejora continua, que incluía un sistema de control de las concentraciones de olores y H₂S, lo que permitió mejorar la prevención, el control y la reducción de los olores que afectaban a la comunidad..
J. Zapata*, J.Cortes y V. Florián
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
Calidad del contenido: Este artículo científico no ha sido revisado por pares.
Citación: J. Zapata, J.Cortes y V. Florián, 2024, Sistema de Vigilancia y Control de Olores para el Sistema de Alcantarillado de la Ciudad de Cartagena de Inidias, Colombia, ODORA24 Conference, Barakaldo, Spain, www.olores.org.
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Palabras clave: Ciencia de datos, Sistema de alcantarillado, sistema de gestión de olores, sulfuro de hidrogeno
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Resumen
La ciudad de Cartagena de indias, declarada patrimonio histórico de la humanidad por la UNESCO, realizó un esfuerzo enorme para sanear sus cuerpos de agua mediante la eliminación de los puntos de descarga en la ciudad al igual que la recolección y tratamiento del 100% de las aguas residuales producidas. Sin embargo, estas mejoras trajeron consecuencias no esperadas en la producción de gases y la generación de olores ofensivos desde el sistema de recolección, tratamiento y disposición final de las aguas residuales. Dicha problemática ha obligado a Cartagena a definir y desarrollar una estrategia que bajo un esquema de mejoramiento continuo ha permitido diagnosticar escenarios de acuerdo con las particularidades del territorio, evaluar alternativas, verificar desde diferentes frentes la efectividad de las intervenciones realizadas y a partir de ello efectuar los ajustes pertinentes focalizados en prevenir, controlar y vigilar la generación y emisión de olores ofensivos. Con el fin de integrar las estrategias de prevención, control y vigilancia, la empresa Aguas de Cartagena ha venido implementado en los últimos años un sistema de gestión de olores, que permite hacer un seguimiento continuo en diferentes puntos críticos del sistema de alcantarillado. A través de monitoreos constantes de concentración de olor y H2S en puntos críticos de la ciudad, e integrando los datos un sistema de ciencia de datos, se pueden tomar decisiones que lleven a implementar o mejorar las estrategias de prevención y control de olores, esto con el fin de disminuir el impacto por olores ofensivos en la comunidad.
1. Introducción
En la ciudad de Cartagena, el sistema de alcantarillado presenta una gran extensión, conformado por 1.646 km de redes. Este sistema es operado con una de velocidad de flujo baja como consecuencia de su topografía, lo que da como resultado tiempos de residencia muy altos, haciendo que se conviertan en reactores longitudinales, favoreciendo los procesos de biotransformación y generación de gases como metano, óxido de nitroso y sulfuro de hidrogeno (H2S).
La generación y emisión de olores en la ciudad se ha vuelto crítico en las estructuras de conexión y conducción y en las estaciones de bombeo donde las comunidades aledañas han manifestado ante la empresa, la prensa y autoridades competentes su malestar e inconformismo por los olores percibidos.
Bajo este escenario se hizo imperativo el desarrollo y aplicación de una serie de medidas preventivas y correctivas sobre las instalaciones de alcantarillado, y aunque han sido de gran ayuda para mitigar el impacto por olores en la ciudad, esto llevo a que fuera necesario implementar un sistema de gestión enfocado en la prevención, control y vigilancia de los sistemas de control instalados en diferentes puntos de la ciudad y en nuevos puntos de queja. Implementando así un plan de monitoreo de olores y H2S por olfatometría de campo, lo que permite llevar un registro de las emisiones de olor en puntos que ya cuentan con sistema de control de olores, o en nuevos puntos de queja donde según los resultados obtenidos se deban implementar medidas de control, los resultados de estas mediciones se alimentan en un sistema de ciencia de datos, lo que le permite a los funcionarios de la empresa Aguas de Cartagena poder tomar decisiones eficientes frente a los escenarios en los que hay impactos por olor en la comunidad y a su vez llevar un registro histórico del funcionamiento de los sistemas que funcionan de manera eficiente.
2. Materiales y métodos
La problemática relacionada con el funcionamiento del sistema de alcantarillado sanitario en Cartagena de Indias se aborda mediante un plan de gestión enfocado en el control de olores (mitigar, prevenir y vigilar). Este plan está vinculado a la gerencia de medio ambiente y calidad de Aguas de Cartagena S.A. E.S.P., y se desarrolla siguiendo el ciclo PHVA (Planificar, Hacer, Verificar, Actuar).
En la anterior publicación se describió la fase de planificación, en donde se identificó, evaluó y se implementaron soluciones a la problemática mediante actividades de vigilancia (monitoreo de gases, olores y quejas de la comunidad) y Mitigación (Sistemas de Filtración e implementación de Biotecnologías); esto se llevó a cabo en los puntos más críticos de la ciudad (Colector Amberes Ricaurte, EBAR Tabú y PPTAR Punta Canoa) (Zapata et al., 2021); de esta manera se estructuro el programa control de olores en mitigación, prevención y vigilancia de olores ofensivos en toda la ciudad de Cartagena, donde se determinaron las tecnologías y estrategias que hacen parte de esta iniciativa, las cuales están descritas en la Fig. 1.
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| Fig. 1. Estructura del programa control de olores. Fuente: elaboración propia. |
Siguiendo el procedimiento del ciclo PHVA en la fase de implementación se estableció el procedimiento de vigilancia de olores en la ciudad de Cartagena descrito en la Figura 2, en donde se realiza la medición de las concentraciones de sulfuro de hidrógeno (H2S) utilizando equipos ODALOG y ACRULOG, y la evaluación de la percepción de olores mediante olfatometría de campo con un equipo Scentroid SM100i que permite medir la concentración de olor (UOE) y nota de olor. Las quejas por percepción de olores fueron recibidas a través de diversas vías: telefónicamente, por escrito y mediante PQR (peticiones, quejas y reclamos). Los datos recopilados se ingresaron en tiempo real en un sistema de información geográfica (ArcGIS) y se analizaron por medio de ciencia de datos con la plataforma Power Bi.
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| Fig. 2. Procedimiento de medición de Olores Y Gases. Fuente: elaboración propia. |
Para el proceso de monitoreo, se inicia con la creación de las rutas de medición, en las cuales se establecieron según la ubicación geográfica de los principales elementos del sistema de alcantarillado (EBAR, Colectores, Filtros), dando un total de 45 lugares para la realización de monitoreos constantes distribuidos según la fig. 3.
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| Fig. 3. Distribución de rutas de monitoreo. Fuente: elaboración propia. |
Para establecer los puntos de medición, se tuvo en cuenta el funcionamiento y dimensión de cada elemento del sistema de alcantarillado, esto determino el número de puntos de medición necesarios para tener una muestra representativa en el área de estudio como esta descrito en la Fig 4.
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| Fig. 4. Puntos de monitoreo según el tipo de sistema (a) EBAR: 5 puntos, (b) Filtro: 3 puntos, (c) Colector: 20 puntos. Fuente: elaboración propia. | |
El proceso de monitoreo según lo descrito en la Fig.2 continuo con la medición en cada elemento del sistema de alcantarillado, en la cual al detectarse una nota de olor de agua residual se le denomina Alerta, esta al ser detectada, se reporta para la programación de la acción correctiva, los tiempos de respuestas para la realización de las acciones correctivas son de 1 a 3 días, las acciones correctivas están enfocadas en determinar la fuente de la emisión de olor y en mitigar el olor o hacer las correcciones necesarias para que se elimine la emisión según sea el caso.
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| Fig. 5. Sistema de Prevención de Quejas. Fuente: Elaboración Propia |
3. Resultados y discusión
Para este trabajo se tuvo en cuenta las mediciones y procedimientos realizados en el año 2023 en los Colectores, Filtros y EBAR’S que hacen parte del sistema de alcantarillado.
Las mediciones realizadas en el año 2023 corresponden a 30610 mediciones, en las cuales fueron encontradas 55 notas de olor diferentes, y de estas la frecuencia de la nota de olor a agua residual, fue inferior al 2,5%, como esta descrito en la Fig. 6.
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| Fig. 6. Nota de Olor detectada en el año 2023. Fuente: Tablero de Control de Olores ACUACAR. |
En el año de estudio fueron detectadas 63 alertas en el sistema de alcantarillado de Cartagena en la que el elemento más frecuente fueron las estaciones de bombeo de agua residual con un 81% de las alertas.
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| Fig. 7. (a) Alertas detectadas, (b) Distribución de alertas por tipo de sistema, (c) Causas de fallas. | |
Con este análisis se realizaron programas de mantenimiento de equipos e infraestructura para garantizar que todos los elementos del sistema de alcantarillado funcionen de una manera óptima en búsqueda de no tener emisiones de olores.
En el seguimiento y vigilancia de quejas para la evaluación del rendimiento del programa control de olores (PCO) se estableció el límite de 3 quejas al mes, de esta manera se desarrolló el indicador de cumplimiento de PCO el cual en el año 2023 se desarrolló según la tabla 1.
Tabla 1. Comportamiento de Quejas año 2023
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Mes |
Quejas |
Cumplimiento |
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Enero |
3 |
CUMPLE |
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Febrero |
1 |
CUMPLE |
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Marzo |
4 |
NO CUMPLE |
|
Abril |
3 |
CUMPLE |
|
Mayo |
2 |
CUMPLE |
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Junio |
1 |
CUMPLE |
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Julio |
3 |
CUMPLE |
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Agosto |
5 |
NO CUMPLE |
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Septiembre |
2 |
CUMPLE |
|
Octubre |
3 |
CUMPLE |
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Noviembre |
3 |
CUMPLE |
|
Diciembre |
2 |
CUMPLE |
4. Conclusiones
La implementación del sistema de gestión de olores, y el manejo de los resultados de las mediciones obtenidos en la etapa de vigilancia a través de la ciencia de datos, ha permitido a la empresa Aguas de Cartagena actuar de manera eficiente ante la identificación de alertas por emisión de olores en diferentes puntos del sistema de alcantarillado, lo cual a su vez ha permitido disminuir el impacto sobre los habitantes de la ciudad y disminuir las quejas recibidas por percepción de olores.
La experiencia en la estructuración, implementación y operación del sistema de gestión de olores, y el manejo de los resultados obtenidos en las mediciones a través de la ciencia de datos, ha demostrado ser una herramienta eficaz y determinante en el proceso de soporte a la operación de sistemas de alcantarillado sanitario, además de ser centros de generación de conocimiento e información basados en experiencias de índole directa.
5. Referencias
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Carrera, L. 2017. Sulfide emissions in sewer networks: focus on liquid to gas mass transfer coefficient,» Water Science & Technology.
Hayes, L. 1999. Control of Hydrogen Sulfide Emissions Associated with Wastewater Treatment Plants, Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management, pp. 35-38.
Matias, N. 2018. Release of hydrogen sulfide under intermittent flow conditions – the potential of simulation models,» Water Science & Technology.
Park, K. 2014. Mitigation strategies of hydrogen sulphide emission in sewer networks - A review,» International Biodeterioration & Biodegradation, pp. 251-261.
Romero, J. 2002. Tratamiento de Aguas Residuales: Teoría y Principios de diseño, Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería.
W. H. O. (WHO). 2003. Hydrogen Sulfide: Human Health Aspects, Geneva, Switzerland.