Aguas residuales en la universidad.

Plantas de tratamiento en campos de la UNAM

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN CIUDAD UNIVERSITARIA
La idea de una planta de tratamiento de aguas residuales surgió desde la construcción de Ciudad Universitaria (CU) en la década de 1950, aunque no se llevó a cabo el proyecto entonces. Fue hasta los años setenta cuando las autoridades universitarias, por medio de la Dirección General de Obras y Servicios Generales de la UNAM (hoy DGOC, siglas de Dirección General de Obras y Conservación), encomendaron al Instituto de Ingeniería el proyecto de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Ciudad Universitaria, la hoy denominada PTAR de Cerro del Agua o PTAR-CU. La construcción se inició en 1979 y fue concluida en 1982; en octubre de ese año inició su operación.

La PTAR-CU se concibió para cumplir tres objetivos:

• Tratar el agua residual generada en CU para su reaprovechamiento en el riego de áreas verdes.
• Apoyar a la investigación brindando facilidades y proporcionando espacios físicos para la instalación de unidades experimentales.
• Apoyar a la docencia operando, con fines didácticos y de investigación, tres sistemas biológicos aerobios: filtro percolador, discos biológicos rotatorios y lodos activados.

La PTAR-CU fue diseñada para tratar cuarenta litros por segundo, pero la disminución de agua residual durante la noche dificultaba la operación. La solución para amortiguar los cambios de caudales diurnos y nocturnos fue el diseño y construcción de un tanque de homogeneización —con tecnología de investigadores del Instituto de Ingeniería— para colectar las descargas en un sitio de baja elevación en la zona de los institutos de Geofísica, Geología y Geografía, aledaños a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, en un arreglo compuesto por un tanque regulador y un sistema de biofiltración para eliminación de gases y olores, conocido como tanque de GEOS (“Único en su tipo…”, 2004). Esto permitió bombear agua residual acumulada en el día, a la PTAR-CU en horas de la noche; gracias a lo cual la planta operó de manera más estable, cumpliendo con la calidad requerida para el empleo de las aguas residuales tratadas en el riego de las áreas verdes de CU.

Reactor de la PTAR Ciudad Universitaria - Sistema MBR.

 Juan Hilario García Gil

Sin embargo, hacia finales de la década de 1990, ante el creciente consumo de agua potable en CU, la UNAM realizó diversas acciones encaminadas a un uso más racional, sustituyendo muebles sanitarios por modelos más eficientes con menor consumo, y realizando una campaña intensiva para la localización y reparación de fugas en la red de distribución de agua.

En consecuencia, las características del agua residual cambiaron, lo cual impactó en las condiciones de operación de la planta de tratamiento. De los registros del agua residual en el laboratorio de la PTAR-CU, el promedio de las concentraciones de materia orgánica creció 2.75 veces entre el periodo 2001-2002 y el periodo 2007-2008, como resultado de la disminución en el consumo per cápita de agua. Así, una mayor concentración de materia orgánica obligó a ajustar las condiciones de operación de la PTAR-CU y se redujo la capacidad de producción de cuarenta a un rango de entre dieciocho y veinte litros por segundo. 2008 fue un año importante también porque se inició el Programa de Manejo, Uso y Reúso del Agua en la UNAM (PUMAGUA, 2008).

En 2009, la DGOC y el Instituto de Ingeniería, realizaron modificaciones a la PTAR-CU consistentes en: una modernización del sistema de lodos activados que incluyó la sustitución del mecanismo de aireación por difusores de membrana de burbuja fina y el cambio del sedimentador secundario por un equipo de microfiltración para separar lodos activados. Así, el anterior proceso que puede ser calificado de convencional, fue sustituido por un reactor biológico con membranas (MBR). Las modificaciones se realizaron durante 2010 (se sacaron de operación los sistemas de biodiscos por el desgaste mecánico avanzado y el filtro percolador por la baja capacidad para tratamiento). Al entrar en operación el sistema MBR en 2011 se consiguió una mejor calidad del agua tratada para reúso en áreas verdes deportivas, de esparcimiento y emblemáticas de la universidad.

El proceso de lodos activados modificado operó de manera eficiente hasta 2022, produciendo un caudal medio de entre doce y dieciséis litros por segundo de agua residual tratada con una calidad muy superior a lo requerido por la Norma Oficial Mexicana (NOM-003-ECOL-1997). Sin embargo, el desgaste de las membranas permitía el paso de sólidos y no fue posible su reemplazo. Una solución temporal fue reacondicionar el proceso convencional de lodos activados. De nuevo, en 2024 se llevó a cabo la rehabilitación del proceso tipo MBR, con la sustitución de las membranas de filtración para lograr una capacidad de tratamiento promedio de dieciocho litros por segundo y recuperar la calidad del agua tratada con microfiltración. Actualmente la DGOC está trabajando en el proyecto para tratar toda el agua residual (veinticuatro litros por segundo) que llega a la PTAR-CU a través de tres colectores.

Procesos en PTAR - CU.

 Juan Hilario García Gil

PTAR EN LA FACULTAD DE CIENCIAS POLÍTICAS Y SOCIALES
En 1997 la UNAM construyó dentro de CU una segunda planta de tratamiento para dar servicio a la Facultad de Ciencias Políticas y Sociales, dependencias administrativas circundantes e institutos de la Coordinación de Humanidades. El diseño original de la PTAR-FCPyS incluyó un proceso compuesto por dos reactores aerobios en serie con biopelícula suspendida. Debido al bajo caudal medio (1.2 litros por segundo) que la planta recibía, el sistema biológico aerobio instalado presentaba inestabilidad por las drásticas variaciones en calidad y cantidad del agua residual. En busca de una solución, la DGOC buscó asesoría en el Instituto de Ingeniería, donde surgió la propuesta de incorporar, al inicio del tratamiento, un proceso biológico de tipo anaerobio que permitiría entregar concentraciones de materia orgánica más uniforme a una segunda etapa con proceso biológico aerobio. Así, en 2017 se transformó la PTAR-FCPyS en un esquema de reactor anaerobio seguido de dos reactores aerobios secuenciales por lotes.

Actualmente, la DGOC UNAM está completando la cobertura de drenaje en la Zona Cultural y en la Zona Administrativa de CU, que descargará en la PTAR-FCPyS. La capacidad de tratamiento de la planta se verá rebasada con las nuevas conexiones de alcantarillado, por lo que se ha puesto en marcha un proyecto de aumento de su capacidad, que contempla microfiltración para alcanzar la misma calidad del agua residual tratada en la PTAR-CU, para reúso en áreas verdes.

Humedal, Facultad de Ciencias Políticas y Sociales.

 Mónica Rodríguez

PTAR DE LA FES ACATLÁN 
La PTAR de la Facultad de Estudios Superiores Acatlán (FES Acatlán), en el Estado de México, se construyó en 2014 para respaldar la propuesta del programa universitario PUMAGUA con la meta de una reducción del cincuenta por ciento en el uso de agua potable en el campus, mediante el reúso para riego de áreas verdes y servicios sanitarios (“Acatlán trata sus aguas residuales”, 2016).

La PTAR de la FES Acatlán es un sistema universitario modelo con la incorporación de tecnologías desarrolladas en el Instituto de Ingeniería, de un sistema biológico que incluye un reactor anaerobio y un sistema de biofiltro para control de olores. Se ha puesto en marcha gracias al financiamiento considerado en el Plan de Desarrollo Institucional de la FES Acatlán (capítulo Universidad Sustentable) para cumplir con el programa universitario PUMAGUA, mediante esfuerzos en conjunto con la Fundación UNAM y la Administración Central de la UNAM (“Planta de tratamiento de aguas residuales para el campus”, 2016; “Presentan planta de tratamiento de aguas residuales de la FES ACATLÁN”, 2016). La participación de académicos de la FES Acatlán fue fundamental para lograr un proyecto que cumpliera con el uso eficiente de la energía. Así, la universidad crea conciencia entre su comunidad para el desarrollo de conocimientos y la puesta en práctica de tecnologías sustentables para el tratamiento de las aguas residuales, su utilización para el riego de áreas verdes y la obtención de subproductos (lodos y biogás). Con una capacidad media instalada de 7.5 litros por segundo, la PTAR de la FES Acatlán logra el propósito de reducir el consumo de agua y da cabida a nuevas líneas de investigación relacionadas con el tratamiento de aguas residuales.

LA PARTICIPACIÓN DE ACADÉMICOS DE LA FES ACATLÁN FUE FUNDAMENTAL PARA LOGRAR UN PROYECTO QUE CUMPLIERA CON EL USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA

MICROPLANTAS EN EL INSTITUTO DE INGENIERÍA
El Instituto de Ingeniería implementó un sistema modelo de tratamiento biológico de aguas residuales para reúso en sus sanitarios (Rodríguez González, 2013). El sistema, ubicado en la parte posterior de los edificios Bernardo Quintana Arrioja y Hermanos Chicurel Uziel, está compuesto por cuatro etapas distintivas:

1. Tanque séptico para sedimentación y descomposición de sólidos. 
2. Dos tipos de procesos biológicos, uno de ellos con tecnología propia del instituto que usa procesos sin oxígeno, con oxígeno y recirculación entre estos 
3. Luz ultravioleta para desinfección antes de bombear el agua tratada a los sanitarios. 
4. Eliminación de olores del tanque séptico en un biofiltro con composta (también con tecnología del instituto). 

El proyecto ha permitido un ahorro de ochenta por ciento de agua potable (“Operará planta de tratamiento…”, 2010). El Instituto de Ingeniería ha continuado con la instalación de microplantas en CU y en unidades académicas foráneas.

PTAR Edificio 12 y 18 del Instituto de Ingeniería.

 Roberto Briones

MICROPLANTAS CON ENCUADRE HUMEDALES ARTIFICIALES 
Las investigaciones sobre humedales artificiales en la Facultad de Química se iniciaron en la década de 1990. De ahí surgió el Grupo Académico Interdisciplinario Ambiental (GAIA) compuesto por personas académicas y estudiantes de las facultades de Arquitectura, Ciencias, Ingeniería y Química, así como de los posgrados en biología, ingeniería y ciencias bioquímicas (Suárez Sánchez y Ramírez Venancio, 2024). El GAIA brinda oportunidades a sus egresados en los proyectos de diseño y construcción de humedales artificiales, como la construcción de microplantas dentro de dependencias universitarias, con utilidad en difusión de tecnologías para cuidado del ambiente, docencia, investigación y reúso de agua tratada en riego de áreas verdes. Destaca aquí el apoyo de la Subdirección de Campus Sustentables de la Coordinación Universitaria para la Sustentabilidad (COUS) que ha apoyado a entidades académicas en proyectos de aguas residuales grises y de orina, entre las que están el Colegio de Ciencias y Humanidades plantel Oriente, la Escuela de Ciencias de la Tierra (ENCiT) y las facultades de Química y de Ciencias Políticas y Sociales. Algunos de estos proyectos cuentan con el aval de la Secretaría de Educación, Ciencia, Tecnología e Innovación 
(SECTEI) de la Ciudad de México.

Humedal CCH Oriente.

 Mónica Rodríguez

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